一種超濾膜組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超濾膜組件。
【背景技術(shù)】
[0002]高濁度水是常見的河流污染類型，長江與黃河的總輸沙量占據(jù)世界上十三條大河總輸沙量的第一位。近年來，地震、山洪、泥石流等自然災(zāi)害頻發(fā)，也造成供水系統(tǒng)破壞，飲用水源受到泥沙的污染，生活飲用水難以保障，飲用水安全備受關(guān)注。針對這一問題，如果不能及時采取防御措施，對生態(tài)環(huán)境和人民生命財產(chǎn)安全將構(gòu)成巨大威脅。
[0003]對于含沙量較高的高濁度水，傳統(tǒng)處理一般采用加藥混凝的方法。高分子及復(fù)合混凝劑的開發(fā)使得處理效果提升顯著，但整體來說，混凝及沉淀構(gòu)筑物占地較大，處理過程伴隨一定化學(xué)試劑的加入，操作管理較為復(fù)雜。近年來，膜技術(shù)因其操作簡單，處理效果顯著等在飲用水處理應(yīng)用中發(fā)展迅速，其中，超濾對懸浮物、濁度有較好的去除效果。
[0004]為減緩膜污染，超濾對進(jìn)水有一定要求，一般在10NTU以內(nèi)。在應(yīng)急狀況下，往往濁度較高(幾百甚至上千)，因此，研宄高效的針對高濁度水的水處理技術(shù)也日益?zhèn)涫荜P(guān)注。
[0005]目前市場上用于水處理的超濾膜基本上以中空纖維為主，中空纖維膜組件可以做到非常小型化，由于不用支撐體，在組件內(nèi)能裝幾十萬到上百萬根中空纖維，裝填密度大，產(chǎn)水量高，但缺點(diǎn)是膜面除垢較困難，膜一旦損壞無法更新。通常用的中空纖維超濾膜組件，是在筒體內(nèi)設(shè)置中心管，將超濾膜置于筒內(nèi)壁與中心管之間，并在筒體兩端用樹脂對其進(jìn)行固定。這種結(jié)構(gòu)一般是等距并排設(shè)置的，布局不夠合理，易產(chǎn)生清潔死角，且易使膜絲受損變形、分布不均。同時，隨著膜組件使用時間的延長會在膜組件內(nèi)產(chǎn)生雜質(zhì)殘留，需進(jìn)行定期清理?？梢?，目前中空纖維超濾膜在應(yīng)用中面臨的主要難題是膜污染和斷絲問題，這些問題不僅增加了投資和運(yùn)行維護(hù)負(fù)擔(dān)，也限制了超濾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0006]針對已出現(xiàn)的問題，一些人提出了不同的解決辦法，比如專利200820011362提供一種新型超濾膜組件，是將超濾膜絲組成芯件置于管狀耐壓外殼內(nèi)，在反洗液進(jìn)口管口內(nèi)側(cè)安裝多孔擋板，用密封膠將各間隙密封將各組件粘結(jié)為一體，以此來降低斷絲率、提高反洗過程的膜過濾能力、改善反洗恢復(fù)效果。專利201120552759提供一種具有抗污染結(jié)構(gòu)的外壓式中空纖維膜超濾組件，其是沿中空纖維超濾膜絲長度方向穿插設(shè)置有多個變截面式湍流促進(jìn)器，使得膜污染和濃差極化現(xiàn)象得到有效控制，提高了過濾效率，延長了膜組件的使用壽命。專利201120517955提供是一種改進(jìn)中心導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的中空纖維超濾膜組件，其是將出水孔在中心導(dǎo)管表面上交錯布置，不易產(chǎn)生污垢死角，增強(qiáng)清洗效果。專利201110179385涉及一種帶格柵的中空纖維超濾膜組件，其是在中心導(dǎo)管軸向上固定有格柵板，對固定在承壓外殼內(nèi)部的纖維超濾膜起到一定的固定和支撐補(bǔ)強(qiáng)作用，可減少反沖洗時膜的變形，延長膜的使用壽命。專利201110179369提供一種帶補(bǔ)強(qiáng)板的中空纖維超濾膜組件，其特點(diǎn)在于將一中心擋板固定在膜組件內(nèi)壁，膜殼內(nèi)的中心擋板對膜絲有加強(qiáng)垂直度的作用，在膜組件正常運(yùn)行表面不容易產(chǎn)生污垢殘留和增強(qiáng)清洗效果。
[0007]但是所提出的優(yōu)化方案都是針對膜清洗、延長膜壽命某一方面而言的，優(yōu)化改進(jìn)還有進(jìn)一步的發(fā)展空間。因此，研宄開發(fā)高濁度應(yīng)急條件下進(jìn)行膜清洗、延長膜壽命全面改進(jìn)的超濾膜組件具有重要意義，符合市場要求，有很好的發(fā)展前景。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型提供了一種超濾膜組件，該超濾膜組件易拆卸、抗污性能強(qiáng)且不易造成污堵。
[0009]一種超濾膜組件，包括外殼和濾芯，所述濾芯由膜絲和膜封蓋組成，所述膜封蓋將外殼內(nèi)腔分為產(chǎn)水腔和過濾腔上、下兩部分，所述膜絲位于過濾腔內(nèi)部，兩端固定在膜封蓋上，且與產(chǎn)水腔連通；所述外殼上設(shè)有與產(chǎn)水腔連通的產(chǎn)水口，以及與過濾腔連通的進(jìn)水口和濃水出口 ；所述濃水出口設(shè)于外殼頂部，并通過穿過膜封蓋的中心管與過濾腔連通，所述進(jìn)水口設(shè)于外殼的底部。
[0010]所述超濾膜組件將進(jìn)水口設(shè)置于外殼底部，產(chǎn)水口設(shè)于外殼上部，可以配合氣洗，顯著提高了超濾膜組件的抗污性能，且不易造成污堵，可去除膜絲外周的顆粒、膠體、細(xì)菌等污染物。所述膜絲的兩端均固定在膜封蓋上，形成U字型，使膜絲在超濾過程中隨水流波動產(chǎn)生振動，促使附著在膜絲外表面污垢脫落，可降低超濾膜組件出現(xiàn)污堵的概率。超濾膜組件內(nèi)部形成錯流過濾運(yùn)行模式，使濾膜表面不易產(chǎn)生濃差極化現(xiàn)象和結(jié)垢問題，過濾透過率衰減較慢。
[0011]所述外殼由端蓋和本體組成，端蓋與本體通過抱箍固定，端蓋與本體的銜接處設(shè)有環(huán)形凹槽，相應(yīng)的膜封蓋外周上設(shè)有相配合的環(huán)形凸起，便于超濾膜組件的拆卸和清洗。膜封蓋外周還設(shè)有環(huán)形密封圈，用于膜封蓋與端蓋、本體接觸處的密封。
[0012]所述的膜絲為聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜材料，該材料強(qiáng)度高、抗污染性能好，可降低膜絲斷裂率、延長使用壽命；膜絲也可采用PP、PES、PVC中空纖維膜材料或碳纖維濾柱。
[0013]所述膜封蓋設(shè)有供中心管通過的中心孔，所述中心管為兩段式結(jié)構(gòu)，分別為連接段和主體段，其中連接段連接濃水出口和中心孔，主體段一端插入中心孔，另一端延伸至過濾腔內(nèi)。未能通過膜絲的濃水經(jīng)壓力泵作用從中心管中排出。
[0014]所述過濾腔的底部設(shè)有布水板，布水板均勻設(shè)有布水孔。布水孔的形狀無嚴(yán)格要求，作為優(yōu)選，采用長條形；原水經(jīng)過布水孔后分布均勻，利于后續(xù)的超濾過程。作為優(yōu)選，所述布水孔與水平面的夾角為60?90度，更優(yōu)選60?70度。將布水孔設(shè)計成傾斜，水流易形成湍流，不僅提高水流沖刷膜絲外周污染物質(zhì)的效果，還可避免因水流過于集中而造成的膜絲沖散或沖斷。
[0015]所述中心管延伸至布水板處，自由端端部封閉，靠近膜封蓋的區(qū)域開有濃水進(jìn)口。未能穿過超濾膜的而殘留下來的濃水可通過濃水進(jìn)口進(jìn)入中心管中，并經(jīng)壓力泵排出膜組件外。
[0016]本實用新型還提供了一種利用所述超濾膜組件處理高濁度水的方法，從進(jìn)水口通入原水，通過加壓使原水進(jìn)入過濾腔中進(jìn)行膜超濾，獲得產(chǎn)水和濃水，產(chǎn)水經(jīng)膜絲內(nèi)腔流出，濃水經(jīng)中心管流出。
[0017]作為優(yōu)選，控制過濾腔內(nèi)水的流速為0.05?0.095m/so該流速的原水經(jīng)布水板均勻布水后，不僅可以使原水均勻分布于膜絲周圍，還能夠保證不會因水流過大而造成膜絲沖散或斷裂。所述產(chǎn)水與濃水的錯流比為1: 0.5?3。所述產(chǎn)水與濃水的錯流比是指本實用新型超濾膜組件中產(chǎn)水口處流速與濃水出口處流速的比值。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0019](I)本實用新型采用U型膜絲設(shè)計的超濾膜組件進(jìn)行高濁水處理時從外殼下端進(jìn)水，從外殼上端產(chǎn)水，實現(xiàn)氣水聯(lián)合沖洗，顯著提高了超濾膜組件的抗污性能，且不易造成污堵，可去除膜絲外周的顆粒、膠體、細(xì)菌等污染物，適于應(yīng)急用高濁度