一种浸入式中空纤维膜组件制造技术

一种中空纤维膜组件，用于水处理或化工、制药等领域的固液分离操作，其特征是它属于浸入式膜组件，其基本构成包括至少一个可以卡装在上下两根集水管上的帘式膜元件（１）、上集水管（２）和下集水管（４）；两根集水管不仅用作滤过水的收集通道和膜清洗时的冲洗通道，同时也是膜组件的支承结构；帘式膜元件（１）与集水管（２）和（４）之间通过承插接口连通，其间有柔性密封圈，并通过弧形卡箍把帘式膜元件（１）固定在集水管（２）和（４）之上；帘式膜元件（１）与集水管（２）和（４）之间的联接是可拆卸结构。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种置于水中或其他液体中的中空纤维膜组件，用于水处理、化工、制药等工艺过程中的固液分离操作，例如用于浓缩水中的细胞，或者用于过滤水使其不含悬浮固体。
技术介绍
在水处理和化工
，经常需要把分散在水中或其他液体中的固体颗粒(以下称悬浮固体)从水中或其他液体中分离出去。为了叙述方便，以下就以从含有固体杂质的水中分离悬浮固体为例来加以说明。当这一过程是通过让含有悬浮固体的水通过多孔介质的方式实现的时候，通常又称之为过滤。膜分离工艺是实现这种固液分离过程的有效方法。操作的过程是，在多孔膜(微滤膜或超滤膜)两侧形成压差，水就从压力高的一侧渗透到压力低的一侧，压力低的一侧就集中了不含或少含悬浮固体的水，而压力高的一侧则集中了浓缩的悬浮固体，这一过程被称为膜分离或膜过滤(采用微滤膜时称之为微滤，采用超滤膜时称之为超滤)。用中空纤维膜制成的浸入式膜组件是实现膜分离过程的一种设备形式，其特点是，用于膜分离的膜元件(若干中空纤维膜丝封装在一起而成的最小的滤膜单元)是没有外壳或容器的，若干个浸入式膜元件按照某种排列方式联接在一起而组成一个膜组件，若干个膜组件又按照一定的排列方式并联在一起，共同置于一个水槽之中且所有膜组件淹没在待过滤的水中，通过集中联通中纤维内腔的集水管用泵或依靠重力抽吸，经多孔膜过滤后的水就流出来，膜分离过程得以实现。膜分离过程通常是间歇的，原因是随着过滤过程的进行多孔膜的浓水侧的表面会形成越来越致密的由被浓缩了的悬浮固体组成的沉积层(浓差极化层)，这一沉积层会阻止过滤过程的进行，使得水透过多孔膜的速率越来越慢，或者为了维持恒定的透过流量所需的压差越来 越大。当这一过程达到一定程度，膜分离过程就会暂停，接下来是一个短暂的物理清洗操作，比如在浓水侧通入气泡(通常是指外压式滤膜，也就是中空纤维膜的外侧是浓水侧，内侧是滤过水)，使其在浓水侧形成剧烈的紊动两相流(通常这被称为空气擦洗)，从而在一定程度上解除上述沉积层对过滤过程的阻力。还有一种常用的物理清洗操作是用滤后水对多孔膜进行反向冲洗。空气擦洗和反冲洗可以单独使用，也可以一并使用。此后过滤继续进行，直到下一个物理清洗操作。以上过程循环往复，直到多孔膜上阻碍过滤过程的污染物累积到不能容忍的程度，则需要进行一次耗时较长的、清洗效果也更为彻底的化学清洗。化学清洗通常使用一种或几种化学药剂的水溶液(以下称为清洗药液)对膜进行浸泡、冲刷，清洗药液可以是经过加热的或不加热的。综上所述，采用浸入式中空纤维膜组件的膜分离过程涉及多个水力学过程：压差推动下的过滤过程、空气擦洗和清水反冲洗过程、清洗药液的浸泡和冲洗过程，等等。浸入式中空纤维膜组件的结构形式和水力学特征对这些水力学过程和操作有着决定性的影响。另外，中空纤维膜组件的结构形式也决定了膜组件的造价、安装方式、膜组件拆装和维护的方便性等等。目前市场上中空纤维膜产品大多没有兼顾上述各功能要求，存在着这样或那-->样的缺点，要么是拆装不便，要么结构复杂，要么消耗大量的不锈钢作为支承结构，要么由于水力学条件不佳造成物理清洗过程效果不良。除此之外，这些已有产品都有一个共同的突出缺陷，就是一种膜元件只能组成一种形状的膜组件，不同的膜组件之间不能够实现膜元件的互换，或者即使勉强能够互换，更换的代价也很大，更换的过程也很麻烦。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以批量制造的结构简单、制作容易、拼装和联接简便、拆装便捷，且节省材料的中空纤维膜组件。该膜组件的集水管和膜组件的支承结构合二为一，无需另外的构件来专门固定膜元件并承担膜元件的重量，从而节省大量材料。本专利技术所述的浸入式中空纤维膜组件由安装到两个平行的集水管(2、4)上的若干个中空纤维膜元件(1)组成。膜元件(1)包括中空纤维模块(100)、橡胶密封圈(110)、集水部件(120)、弧形紧固件(123)、安装螺栓及螺母(124)。所述的中空纤维模块(100)包括：中空纤维膜丝(101)、膜丝封装槽(102)、密封槽(102a)、连接孔(102b)、凸筋(103)、树脂(104)。中空纤维模块(100)的构成是这样的，若干根长度相当且呈帘状平行排列的中空纤维膜丝(101)，其两端分别用树脂(104)一次性封装在膜丝封装槽(102)之内，待树脂(104)固化之后，用专用工具把膜丝封装槽(102)的密封槽(102a)端面的树脂(104)切割平整，并使封装在其上的膜丝的一端的内腔暴露出来。膜丝封装槽(102)为塑料注塑成型或者任何其他材料成型，它是一个断面为长条形的围栏结构，其内壁上有凸筋(103)，用于加强封装槽及其与树脂之间的粘结强度；其一个端面的沿口上有密封槽(102a)，用于放置橡胶密封圈(110)。所述的集水部件(120)包括：T形蒂托(121)、O形密封圈(122)、弧形紧固件(123)和安装螺栓及螺母(124)。T形蒂托(121)为塑料注塑成型或者任何其他材料成型，其包括如下构造：集水槽(121a)、圆形管嘴(121b)、弧形卡箍(121c)，以及连接孔(121d)、密封端面(121e)、沟槽(121f)、紧固螺栓及螺母(121g)。T形蒂托(121)的功能之一是跟中空纤维模块(100)上的膜丝封装槽(102)对接后形成集水通道(127)。该通道由长条形的集水槽(121a)和垂直于集水槽(121a)并跟集水槽(121a)内部连通的圆形管嘴(121b)共同构成。具体构造是，长条形集水槽(121a)的内部是长条形的内腔，它有敞开的广口，广口形成一个可以跟膜丝封装槽(102)对接的接口，接口上有凸起的密封端面(121e)，密封端面(121e)的形状和尺寸刚好跟膜丝封装槽(102)上的密封槽(102a)配合，它们之间垫有橡胶密封圈(110)，由紧固螺栓及螺母(121g)通过连接孔(121d)、连接孔(102b)进行紧固密封。当中空纤维模块(100)和T形蒂托(121)连接在一起的时候，置于膜丝封装槽(102)的密封 槽(102a)之内的密封圈被压紧，中空纤维膜丝(101)的开放端跟T形蒂托(121)的长条形集水通道(127)实现集中连通。T形蒂托(121)的功能之二是通过弧形卡箍(121c)，跟另一个单独的弧形紧固件(123)一起把膜元件安装到膜组件的集水管之上。该功能是这样实现的，T形蒂托(121)之上的弧形卡箍(121c)和弧形紧固件(123)对接后刚好可以抱紧膜组件的集水管(2、4)，使得事先套在圆形管嘴(121b)之上的O形密封圈(122)被压紧。为了防止O形密封圈(122)受挤压后过度变形或偏离管嘴(121b)，在管嘴(121b)的根部外围设有一个放置O形密封圈(122)的沟槽(121f)。安装螺栓及螺母(124)用来把T形蒂托(121)的弧形卡箍(121c)和弧形紧固件(123)联接并紧固在膜组件的集水管(2、4)之上。所述的T形蒂托(121)中的弧形卡箍(121c)与单独的弧形紧固件-->(123)，也可由Ω型卡箍(126)替代，或采用任何的其他固定方式来取代。所述的浸入式中空纤维膜组件，它包括至少一个具有长条形集水部件的帘状膜元(1)，和四根联结在一起并构成一个长方形框架的管道；其中膜元件的两端各有一个长条形集水部件(120)，集水部本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种浸入式中空纤维膜组件，是用中空纤维膜制成的过滤单元，用于从水中或其他液体中分离固体颗粒物质，其特征是：它包括至少一个具有长条形集水部件的帘状膜元件（１），和四根联结在一起并构成一个长方形框架的管道；其中膜元件的两端各有一个长条形集水部件（１２０），集水部件（１２０）上有弧形卡箍（１２３）；其中相互平行的管道用作膜组件的集水管，另外两根相互平行的管道则作为支撑竖管；帘状膜元件（１）是用弧形卡箍（１２３）固定在两根平行的集水管之上。

【技术特征摘要】
1.一种浸入式中空纤维膜组件，是用中空纤维膜制成的过滤单元，用于从水中或其他液体中分离固体颗粒物质，其特征是：它包括至少一个具有长条形集水部件的帘状膜元件(1)，和四根联结在一起并构成一个长方形框架的管道；其中膜元件的两端各有一个长条形集水部件(120)，集水部件(120)上有弧形卡箍(123)；其中相互平行的管道用作膜组件的集水管，另外两根相互平行的管道则作为支撑竖管；帘状膜元件(1)是用弧形卡箍(123)固定在两根平行的集水管之上。2.如权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征是，其所包含的帘状膜元件(1)由长度相当且呈帘状排列的中空纤维膜丝(101)构成，这些膜丝的两端是分别用树脂封装在两个具有长条形内腔的长条形集水部件(120)之上的，使得这些中空纤维膜丝的内腔的两端分别集中连通于两个长条形集水部件(120)的长条形内腔，并且两个长条形集水部件(120)上有一个把集水部件(120)的长条形内腔与外界连通的圆形管嘴(121b)，且圆形管嘴(121b)与集水部件(120)的长条形内腔成垂直关系。3.如权利要求1所述的中空纤维膜组件，其特征是，两根平行的集水管的管壁上沿长度方向分别开有一系列间距相等的孔，当帘状膜元件(1)被安装并固定到两根集水管上的时候，帘状膜元件(1)两端的集水部件(120)上的圆形管嘴(...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳志军，
申请(专利权)人：北京海思清膜科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]