浸入型中空纤维分离膜组件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种浸入型中空纤维膜组件及其制造方法。组件在其两端设置有带集水盘的集水部分，而中空纤维膜与集水盘相连的方式，使中空纤维膜彼此不接触，在非紧固状态下中空纤维膜安装在盘间。在制造方法上，两根在空间上彼此分离，距离大于集水盘间距的平行绕杆绕其轴旋转以在绕杆纵向以预先确定的间距盘绕中空纤维膜。中空纤维膜绕之旋转的绕杆在纵向盘绕形成一个中空纤维单元，该单元被封装至集水盘上。（*该技术在2017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有固-液分离的中空纤维分离膜的分离膜组件及其生产方法。它应用在净化提纯领域(具体包括制备生活用水饮用水，工业用水和纯水)以及受污染液体的处理应用中(包括从红褐色水和海水中除去污染物废水、粪便及污水处理，泥浆沉积，例如淤泥，以及制造这样一分离膜组件的方法。特别地，本专利技术涉及一种适合于处理大量水的分离膜组件及其制造方法。而且，本专利技术涉及使用这种分离膜组件的水处理装置及方法。中空纤维分离膜用来使得液体流经有大量小孔的管壁，从而将固体成分或微粒与液体分离开来，管壁的材料可能是，比如聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚乙烯醇及其衍生物，4-乙烯氟化树脂或醋酸纤维素。举例来说，中空纤维分离膜的外径为0.4到0.5mm，内径为0.3到4mm，每个小孔直径为0.01到5μm。因为在一台固液分离装置的一分离膜组件中所要求的容量(比如分离区域较大以及与被处理液体能充分接触)是直接与水处理量及处理效率有关的因素。对许多圆柱类型的中空纤维膜组件进行了调查，组件由一束排成圆形或同心圆形状的中空纤维组成，习惯上在精密过滤中应用。在这种技术中，将中空纤维分离膜排得尽可能密集，这样随着中空纤维数目的增加，达到使之切实彼此接触的条件，以便增加膜表面面积以增加每个组件的水处理量。但是，如果将处理的液体中有高密度的悬浮物质(例如用于污水处理过程的充气槽内的悬浮物。使用这种中空纤维分离膜组件过滤，悬浮物质进入大量的中空纤维分离膜中间并截留在此。结果，悬浮物不能供应到这些截流区域导致大量中空纤维分离膜容易形成棍状束(这种现象被称为纤维间阻塞)。如果形成这样的束，因为被处理液体难于进入并与束内部接触，组件的有效过滤截面减少，从而降低了过滤能力。当对这种中空纤维分离膜组件(其中中空纤维结成一块定期进行膜表面清洗或逆向清洗，一旦其中中空纤维结成一块，不容易恢复这种组件的性能。在有些情况下，中空纤维分离膜也可能被破坏。特别当处理污染水或大量水时，这个问题变得引人注目。为了解决这个问题，发展了有各种外形的组件。例如，有人建议了一种浸入型的水处理装置。其中，将一束中空纤维在平面上排成象藤条百叶窗形状以形成一个组件。大量组件被一个挨一个配置在槽中，形成大致的密度截面。例如可参考JP-A-5-220356(日本专利解密)等。然而，在这些组件中，因为中空纤维束的排列仍然产生局部密度截面，而且中空纤维彼此局部接触，以上问题不能完全解决。本专利技术旨在提供一种中空纤维分离膜组件及制造方法。在这种组件中，污染物难于在中空纤维分离膜间沉积，而且可长时间防止任何压差的增加，流速减少及纤维间阻塞等现象的发生。更进一步，本专利技术旨在提供一种制造中空纤维分离膜组件的方法。其中，在制造中空纤维分离膜组件时，不要求很大的外力，而且在空间关系上，中空纤维或中空纤维束可采用内连方式。本专利技术的目的之一是提供一种浸入型中空纤维分离膜组件，它具有大量中空纤维分离膜延伸进入将处理的液体，在这种中空纤维分离膜末端连有集水部分。根据本专利技术的组件，每根中空纤维分离膜的内圆柱中空部分与设置在集水部分上的集水盘的内部空间相连通，而中空纤维分离膜束由一到七根中空纤维分离膜组成，中空纤维分离膜束彼此分离，互不接触，以一种松动状态配置在将处理的水中。根据本专利技术的组件最好有如下布置，即是说(a)两个集水部分彼此分离，中空纤维分离膜束在两个集水部分之间延伸。中空纤维分离膜束的两端分别连接到不同的集水部分。(b)进一步提供了一种清洁方式，用以除去堆集在中空纤维分离膜束间的物质。(c)清洁方式包括一种振动方式可振动中空纤维分离膜束。(d)清洁方式有一种空气扩散装置，在集水盘上配置空气扩散盘，使之适于向将处理液体提供气泡。(e)清洁方式有一种产生流体压力的方式，以便加压流体从集水盘处形成的排出口流出，使流体流向中空纤维分离膜的表面。(f)集水盘有大量集水开口，某个组件的集水开口可连至另一组件的集水开口以使两个或更多的组件整体上彼此相连。一个具体的中空纤维分离膜组件的实施例如图1所示，关于根据本专利技术的浸入型中空纤维分离膜组件进行了补充说明。然而，在图1中所画出的是一个浸入型中空纤维分离膜组件的例子(其中排列为矩形)。该例子仅用于解释本专利技术，因而本专利技术不仅限于该例子。而如图6所示的圆柱形排列可应用于本专利技术，因此，本专利技术并不限制组件的外形。此外，在以下说明中，中空纤维分离膜或中空纤维分离膜束简称为“中空纤维膜”，而中空纤维分离膜组件还简称为“中空纤维膜组件”。另外，中空纤维分离膜束由一根或多根中空纤维分离膜组成。在图1所示的浸入型中空纤维分离膜组件中，中空纤维分离膜(2)(或中空纤维分离膜束配置于集水盘(3)之间，平面形状的集水部分以非紧固状态设置在每个组件(1)两端。盘形集水部分的每个集水盘(3)设置有一个集水出口，它连接到另一个中空纤维分离膜组件的类似集水盘上。为了将中空纤维膜(2)连接到集水盘(3)上，使之在空间关系上不相连，单根中空纤维膜(2)或一束多根(2到10余根，最好为4或5)中空纤维膜(2)在中空纤维膜(2)和集水盘之间的联接点处彼此分离放置(以便彼此互不接触)在将处理的液体流W中，如图1箭头所示。而且中空纤维膜(2)与集水盘(3)相连以便中空纤维膜彼此分离，即使当它们以非紧固状态安装时彼此也不互相接触。举例来说，在每个集水盘(3)上中空纤维膜(2)之间的距离大约0.5到10mm，就中空纤维膜束(2)而言，这个距离最好较大，可以大约在3到10mm，进一步，就中空纤维膜束而言，在每个集水盘(3)的联接点附近可以提供隔片以便构成成束的中空纤维彼此分离。在传统的平面类型中空纤维膜组件如藤条百叶窗叶窗式中，由于中空纤维膜束并排配置，彼此局部接触，当对膜表面进行清洗时，膜彼此接触产生纤维间阻塞，结果中空纤维膜表面不能充分清洁，从而降低过滤效率。为了在非紧固状态下安装中空纤维膜(2)，当中空纤维膜绕两根平行绕杆盘绕时，调整这两根平行绕杆的距离，使之略大于某一距离。该距离由连接到集水盘所需膜的长度及设置在膜组件(1)两端集水盘(3)左右间的长度组成。在中空纤维膜(2)中，非紧固状态的程度是这样的处于紧延伸状态的中空纤维膜的第一个长度(x)与中空纤维膜(2)的第二个长度y(这个长度加在第一个长度x上达到非紧固状态)的比值，例如取5％，在专利技术中，当中空纤维膜(2)浸入液体时将发生松动，但是，由于中空纤维膜(2)使用后或浸入液体中一般容易变长，不必总是在制造过程中达到非紧固状态，而是可以在生产后通过某种方式松动。本专利技术中，可以提供一种中空纤维膜组件，其中在膜组件一边设置有集水部分的集水盘，而中空纤维膜对集水盘是打开的，在另一边中空纤维膜弯回来，或另一种中空纤维膜组件，其中中空纤维膜的另一端封闭。但是，理想的是在膜组件两端都设置有集水部分的集水盘。本专利技术也提供了一种制造中空纤维分离膜组件方法。根据本专利技术该方法包括第一步，两根平行放置的绕杆，以预先确定的距离绕绕杆中心轴旋转盘绕中空纤维分离膜束(每束由一到多根中空纤维膜组成)，在沿绕杆以预先确定的纵向宽度，使它们彼此不接触。第二步，旋转两根绕杆(其周围有许多中空纤维分离膜束，沿绕杆纵向盘绕)及中空纤维分离膜束形成中空纤维分离膜单元，还有一部是封装步骤，将中空纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种浸入型中空纤维分离膜组件，包括：大量中空纤维分离膜延伸进入将处理的液体，在所述中空纤维分离膜末端连有集水部分，其中： 每根中空纤维分离膜的内圆柱中空部分与设置在所述集水部分上的集水盘的内部空间相连通，而中空纤维分离膜束由一到七根中空纤维分离膜组成，中空纤维膜束彼此分离，互不接触，以一种松动状态配置在将处理的水中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂下大地，五士岚千秋，谷真，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]