淹没式平板膜组件制造技术

本实用新型专利技术涉及膜生物反应器和流体过滤技术领域，公开了一种淹没式平板膜组件，它包括：多个平板膜片，这些平板膜片的两端由顶端封头和底端封头密封起来，起到对流体过滤分离提纯的作用；顶端封头，它具有一个空腔，把各平板膜片由黏合剂封装在封头内部；底端封头，它具有两个空腔，各平板膜片被分为两组，两个空腔分别把两组平板膜片由黏合剂密封装在封头内部，在两个空腔之间有一个狭缝，用来喷射气体形成鼓泡，造成流体在平板膜片周围的循环流动，提高了对膜片的清洗效果；顶端封头和底端封头四周配有用于与邻近封头耦合的卡扣，易于组成大型系统。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及膜生物反应器和流体过滤
，特别涉及淹没式平板膜组件技术。
技术介绍
膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动 力，允许某些组分透过而保留混合物中其他组分，各组分透过膜的迁移率不同，从而达到分 离目的的技术。 膜分离技术在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起。膜分离技术由于兼有 分离、浓縮、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控 制等特征，因此，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、 电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手 段之一。 膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称"MBR")是一种结合了膜分离技术与 活性污泥法相结合的新型水处理技术。在MBR系统中，污水中的各类污染物主要通过微生 物的生物化学作用加以去除，但与传统生物处理工艺不同的是，膜组件替代了二沉池以其 高效分离作用使泥水彻底分离，这使得污泥停留时间和水力停留时间可以相互独立，生化 反应池中活性污泥浓度的增大和活性污泥中特效菌的积累，提高了生化反应速率。微生物 与水的分离不再通过重力沉淀，而是在压力的驱动下，水分子和部分其他小分子物质能够 透过膜，微生物和大分子物质则被膜截留在反应池内，从而使系统获得了优良的出水水质。 MBR工艺基本解决了传统污水处理工艺普遍存在的出水水质不稳定、占地面积大、工艺控制 复杂等突出问题，是极具发展潜力的水处理工艺，尤其在污水再生利用方面，M服工艺可以 将生活污水、城市污水或与之相近的工业废水一步到位地处理成可以作为城市杂用水、工 业循环冷却水等用途的优质再生水，目前在全世界范围内正日益受到广泛的学术关注，大 规模的工程应用也逐渐增多。 根据膜组件的设置位置，膜生物反应器可分为外置式(或称分体式、分置式)膜生 物反应器和内置式(或称淹没式、浸入式、一体式、浸没式)膜生物反应器两大类。 外置式膜生物反应器一般多选用柱式中空纤维膜组件或管式膜组件，把膜组件和 生物反应器分开设置，生物反应器中的混合液经循环泵增压后送至膜组件的过滤端，在压 力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理出水，固形物、大分子物质等则被膜截留， 随浓縮液回流到生物反应器内。外置式膜生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于膜的清 洗、更换及增设，而且膜通量普遍较大，但一般条件下，为减少污染物在膜表面的沉积，延长 膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，致使循环泵的水流循环量和所需 扬程增大，动力费用增高，吨水能耗较高，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物 菌体产生失活现象。 内置式膜生物反应器大多选用帘式或束式中空纤维膜组件或板框式膜组件，把膜3组件浸没于生物反应器的液位以下，原水进入膜生物反应器后，其中的大部分污染物被混 合液中的活性污泥分解或转化，在吸泵提供的负压作用下或者在水位差的作用下由膜过滤 出水，曝气系统设置在膜组件下方， 一方面给微生物分解有机物提供了所必需的氧气，另一 方面利用气提原理，使气水二相流对膜外表面进行水力冲刷，以此来抑制膜面污泥层的沉 积。内置式膜生物反应器较之外置式膜生物反应器省去了混合液循环系统，结构更为紧凑， 占地面积小，并且靠抽吸出水，吨水能耗相对较低，但膜组件的安装、检修、清洗很不方便， 清洗劳动强度大，成本较高，膜通量也相对较小。 所谓的膜组件是将一定面积的膜元件以某种形式组装成的膜分离器件，是工程应 用当中安装膜的基本单元。膜元件的基本形式有平板式、管式、毛细管式以及中空纤维式， 在膜生物反应器中适用的则主要有平板式、管式以及中空纤维式，相应的膜组件形式为板 框式、柱式、帘式或束式，板框式膜组件通常采用平板式元件，柱式膜组件通常采用管式或 中空纤维式元件，帘式或者束式膜组件通常采用中空纤维式元件。由于工程实际要应用较 大面积的膜，所需膜组件的数量很大，因此往往需要将一个或数个膜组件以某种形式组装 成膜组件单元，其中包括膜组件、集水管、固定支架等，根据膜组件的型式，也有板框式、柱 式、帘式或束式等形式。 现有技术的问题在于，淹没式膜生物反应器中，膜组件的清洗效果欠佳，特别是膜组件的根部不易被清洗到，容易积泥，而膜组件根部污染的继续发展和蔓延又会进一步加剧过滤的不均匀性以及有效过滤面积的丧失，最终縮短了整个膜组件的使用寿命。 此外，传统的膜组件尺寸小，无法单独使用，需要有金属框架固定后方能组成系统使用，从而增加了系统的重量。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种淹没式平板膜组件，提高了对平板膜片的清洗效果，并且易于组成大型系统。 为解决上述技术问题，本技术的实施方式提供了一种淹没式平板膜组件，包 括 多个平板膜片，这些平板膜片的两端由顶端封头和底端封头密封起来，起到对流 体过滤分离提纯的作用，平板膜片可以随鼓泡而抖动，起到清洁平板膜片的作用； 顶端封头，它具有一个空腔，把各平板膜片由黏合剂封装在封头内部，该封头不仅 起到把膜密封起来的作用，还能够把过滤后的液体导流出来； 底端封头，它具有两个空腔，各平板膜片被分为两组，两个空腔分别把两组平板膜 片由黏合剂密封装在封头内部，在两个空腔之间有一个狭缝，用来喷射气体形成鼓泡，造成 流体在平板膜片周围的循环流动，起到清洁平板膜片的作用； 两个导流管，分别排布在两个封头之间，将过滤后的液体从顶端封头和底端封头 取出，送入主收集器； 顶端封头和底端封头四周配有用于与邻近封头耦合的卡扣。 本技术的实施方式还提供了一种淹没式平板膜系统，包括N个如上文的淹没 式平板膜组件，这N个平板膜组件的顶端封头卡扣相互衔接组合，这N个平板膜组件的底端 封头也以卡扣相互衔接组合；其中N为大于2的整数。 本技术实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于 在底端封头的两个空腔之间有一道狭缝，可以传送气泡清洗膜片，两组膜片之间的根部最易累积污垢，通过从两个空腔之间的狭缝传送气泡，对膜片间的根部有很好的清洗效果。 因为底端封头封装了两组膜片，狭缝中冒出的气泡在上升过程中在两组膜片间不 断碰撞，而且使膜片抖动，碰撞和抖动都加强了清洗效果。 进一步地，底端封头的下基座比上基座宽大，所以下基座的空腔容积也较大，可以 容纳较多的过滤后的水。此外，在以卡扣连接多个膜组件封头时，因为下基座较为宽大，所 以各个封头的膜片不会靠得太近，易于保持膜片的清洁。 进一步地，平板膜片的长度大于顶端封头和底端封头之间的直线距离，可以使平 板膜片更容易随气泡而抖动，从而达到更好的清洗效果。 进一步地，顶端封头和底端封头在竖直方向错开，使平板膜片倾斜地布置，即平板 膜片不是竖直地布置，而是与竖直方向有一定的夹角，促进气泡在上升过程中与倾斜的平 板膜片发生多次碰撞，气泡和尾流漩涡在膜面产生更大的瞬时剪切力，在提高曝气冲刷效 率的同时能够有效减缓膜污染速率，从而增强系统稳定性、延长膜的使用寿命、减少化学清 洗剂的使用量，大幅度降低膜生物反应器的运行成本，促进膜生物反应器的广泛应用。附图说明图1是本技术第一实施方式中淹没式平板膜组件的结构示意图； 图2是本技术第一实施方式中淹没式平板膜组件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淹没式平板膜组件，其特征在于，包括：多个平板膜片，这些平板膜片的两端由顶端封头和底端封头密封起来，起到对流体过滤分离提纯的作用，平板膜片可以随鼓泡而抖动，起到清洁平板膜片的作用；顶端封头，它具有一个空腔，把各所述平板膜片由黏合剂封装在该封头内部，并能够把经所述平板膜片过滤后的液体导流出来；底端封头，它具有两个空腔，各所述平板膜片被分为两组，两个空腔分别把两组平板膜片由黏合剂密封装在该封头内部，在两个空腔之间有一个狭缝，用来喷射气体形成鼓泡，造成流体在平板膜片周围循环流动，起到清洁平板膜片的作用；两个导流管，分别排布在所述顶端封头和底端封头之间，将过滤后的液体从所述顶端封头和底端封头导出，送入主收集器；所述顶端封头和底端封头四周配有用于与邻近封头耦合的卡扣。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汲江，栾森，
申请(专利权)人：上海生物医学工程研究中心，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]