中空丝膜组件制造技术

中空丝膜组件，属于污水及中水回用处理技术。由中空丝膜片、集水管、集水盒构成出水系统；由空气管、布气盒、穿孔管构成曝气系统。中空丝膜片的出水集中于上、下集水盒，该设计缓解了由于负压出水对膜丝的损伤。集水盒与集水管相连，空气管与膜组件下部的布气盒相连。中空丝膜片下端设置穿孔管，数根穿孔管平行设置并与布气盒并联，布气盒中的压缩空气由穿孔管上的微孔沿４５度角向下射出。曝气系统的设计保证每片中空丝膜片有稳定的曝气强度。本实用新型专利技术的优点是：优化了空间结构，在较小能耗下，获得较大的膜表面错流流速，较小了运行压力和膜污染，延长了膜的运行周期，使处理后水质满足ＧＢ８９７８－１９９６《污水综合排放标准》（二级）。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于污水处理以及中水回用处理技术，具体涉及到一种新的膜生物反应器(SMBR)膜组件。
技术介绍
目前，由于全球性水资源的匮乏，许多国家都在积极应用中水回用工艺来解决水资源再生问题。膜分离技术应用于污水处理与中水回用是人们研究的热点之一，该技术具有分离过程不发生相变、污染物去除效率高、出水水质好等特点，具有良好的发展前景。一体式膜生物反应器(SMBR)是一种新型高效的污水处理与回用工艺，有良好的应用前景。许多国家对膜生物反应器新型膜组件的开发、膜分离装置的研究都投入了很大的力量。有关专家认为SMBR工艺的大规模应用将引起污水处理技术的一场划时代的革命。SMBR工艺虽有传统工艺所无法比拟的优点，但也存在较难克服的问题。由于膜组件在运行过程中，不可避免的要受到污染，由此影响其使用寿命。因而如何获得稳定的膜通量、减小膜污染是国内外研究者面临的主要问题。对膜组件空间结构的优化是解决问题的关键，合理的膜组件结构既可以减少膜污染、延长膜的正常运行周期，又可节约能耗。膜污染主要体现在膜通量的下降，活性污泥细微颗粒在膜表面的沉积是膜通量迅速下降的主要原因，膜表面的错流流速(Cross flow velocity)是减小膜表面颗粒积累的关键因素。在SMBR反应器中，一般依靠曝气来产生错流，因而在最小的能耗下，获得最大的膜表面错流流速成为研究的课题。本技术提出了新的膜组件结构形式，优化组件的空间结构，采用新的曝气及出水系统，最大程度减小膜污染。以期以较低的成本，取得满意的膜污染控制效果。
技术实现思路
本技术的目的是采用集水与曝气装置加之合理的中空丝膜组件空间结构，来减小膜污染并维持膜通量，达到节能和延长膜组件使用时限。本技术通过以下技术方案予以实现(参考附图1～3)中空丝膜组件主要由集水和曝气两部分构成，由中空丝膜片1、集水管2、集水盒3构成出水系统。由数片中空丝膜片1的出水集中于上、下集水盒3-1、3-2中，集水盒3-1、3-2与集水管2相连。出水方式采用重力出水或泵吸出水，集水盒3的设计缓解了由于负压出水对膜丝的损伤。由空气管4、布气盒5、穿孔管6构成曝气系统，空气管4与膜组件下部的布气盒5相连，中空丝膜片1下端设置穿孔管6。数根穿孔管6平行设置并与布气盒5并联，布气盒5中的压缩空气由穿孔管6上的微孔沿45度角向下射出。曝气系统的设计保证了每片中空丝膜片1有稳定的曝气强度。膜组件的空间结构参数对膜表面的错流流速有重要的影响，合理的组件结构可获得较大的错流流速并减小膜污染。本新型膜组件空间形式设计为立方体，中空丝膜片1装填间距为80～110mm，集水盒3-1中线距组件上端140～160mm，集水盒3-2中线距组件下端60～80mm，布气盒5中线距组件下端140～160mm，穿孔管6中线距组件下端140～160mm。穿孔管6采用变间距微孔曝气方式，靠近布气盒空间距大，远离布气盒间距小，穿孔管6微孔直径为1～1.5mm，孔间距为8～15mm。本专利技术的有益效果在于通过优化膜组件的空间结构，在较小的能耗下，获得较大的膜表面错流流速，增加混合液的紊度，减小膜污染。本新型将直接推动一体式膜生物反应器(SMBR)的广泛应用，从而提高水资源的利用率，缓解水资源紧张的现状。应用本新型可使处理后水质满足GB8978-1996《污水综合排放标准》(二级)pH＝6～9，色度＜80，SS＜200mg/L，BOD5＜60mg/L，COD＜150mg/L，氨氮＜25mg/L，大肠菌群数＜500个/L，元素磷＜0.3mg/L，硝基苯＜3.0mg/L的出水水质。附图说明附图1为本技术的主视图。附图2为本技术的平面图。附图3为本技术的侧视图。其中1-中空丝膜片，2-集水管，3-集水盒、，4-空气管，5-布气盒，6-穿孔管。实施具体方式以下结合附图通过实施例对本技术做进一步的说明。膜组件的运行条件是维持膜通量的稳定运行的重要因素。本实施例膜组件的运行参数为操作压力30-60Kpa；膜组件临界出水量0.94m3h-1；曝气强度＞86.15m3m-2h-1；抽吸与停歇时间分别为12min、3min。中空丝膜片1材质为PVDF，膜的公称直径为0.2μm，有效面积为12.5m2。中空丝膜组件(除膜丝)材质皆为ABS，有效面积为62.5m2。膜组件设计出水流量为0.94m3h-1；气水比在30∶1下，曝气强度为86.15m3m-2h-1，获得膜表面错流流速1.6ms-1。本实施例膜组件空间形式设计为立方体，长、宽、高的设计尺寸分别为650×500×1200(mm)；5片中空丝膜片1装填间距100mm；集水盒3-1中线距组件上端150mm；集水盒3-2中线距组件下端70mm；布气盒5中线距组件下端150mm；5根穿孔管6中线距组件下端150mm。穿孔管6微孔直径为1mm，孔间距为8～15mm均匀分布。本实例是单片膜丝与非组件中单片中空膜丝的比较，反应器内污泥浓度(MLSS)为8656mg/L，相同曝气量5.64m3h-1，相同出水量0.1875m3h-1下，采用恒定流量出水。结果见下表膜组件单片中空膜丝非组件单片中空膜丝操作压力(Kpa) 45 53错流流速(ms-1) 1.60.9清洗周期(d) 200-300130-170从上表比较可看出在相同曝气能耗下，本新型膜组件获得了较大的膜表面错流流速；在恒定流量下，非组件单片中空膜丝需较大的操作压力，因而维持膜通量需较大的动力消耗；从清洗周期上看，本新型膜组件有明显优势。权利要求1.中空丝膜组件，主要由中空丝膜片(1)、集水管(2)、集水盒(3)、空气管(4)、布气盒(5)、穿孔管(6)组成，其特征是由中空丝膜片(1)、集水管(2)、集水盒(3)构成出水系统，由数片中空丝膜片(1)的出水集中于集水盒(3-1、3-2)，集水盒(3-1，3-2)与集水管(2)相连，由空气管(4)、布气盒(5)、穿孔管(6)构成曝气系统，空气管(4)与膜组件下部的布气盒(5)相连，中空丝膜片(1)下端设置穿孔管(6)，数根穿孔管(6)平行设置并与布气盒(5)并联，布气盒(5)中的压缩空气由穿孔管(6)上的微孔沿45度角向下射出。2.按照权利要求1所述的中空丝膜组件，其特征是所述的中空丝膜片(1)装填间距为80～110mm，集水盒(3-1)中线距组件上端140～160mm，集水盒(3-2)中线距组件下端60～80mm，布气盒(5)中线距组件下端140～160mm，穿孔管(6)中线距组件下端140～160mm。3.按照权利要求1或2所述的中空丝膜组件，其特征是所述穿孔管(6)微孔直径为1～1.5mm，孔间距为8～15mm。专利摘要中空丝膜组件，属于污水及中水回用处理技术。由中空丝膜片、集水管、集水盒构成出水系统；由空气管、布气盒、穿孔管构成曝气系统。中空丝膜片的出水集中于上、下集水盒，该设计缓解了由于负压出水对膜丝的损伤。集水盒与集水管相连，空气管与膜组件下部的布气盒相连。中空丝膜片下端设置穿孔管，数根穿孔管平行设置并与布气盒并联，布气盒中的压缩空气由穿孔管上的微孔沿45度角向下射出。曝气系统的设计保证每片中空丝膜片有稳定的曝气强度。本技术的优点是优化了空间结构，在较小能耗下，获得较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
中空丝膜组件，主要由中空丝膜片（１）、集水管（２）、集水盒（３）、空气管（４）、布气盒（５）、穿孔管（６）组成，其特征是由中空丝膜片（１）、集水管（２）、集水盒（３）构成出水系统，由数片中空丝膜片（１）的出水集中于集水盒（３－１、３－２），集水盒（３－１，３－２）与集水管（２）相连，由空气管（４）、布气盒（５）、穿孔管（６）构成曝气系统，空气管（４）与膜组件下部的布气盒（５）相连，中空丝膜片（１）下端设置穿孔管（６），数根穿孔管（６）平行设置并与布气盒（５）并联，布气盒（５）中的压缩空气由穿孔管（６）上的微孔沿４５度角向下射出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文亭，孙宝盛，齐庚申，赵新华，邢国平，张海丰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]