[发明专利]平板式膜过滤元件及其制造方法、平板式膜过滤组件以及膜生物反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜过滤元件，尤其是涉及一种污水净化用的平板式膜过滤元件及其制造方法，以及包含该膜过滤元件的平板式膜过滤组件和膜生物反应器。

背景技术

目前污水净化领域广泛采用生化处理工艺，通过微生物的生化反应，将污水中的污染物质去除。膜生物反应器作为一种新兴的水处理技术，可以结合生物处理和膜分离过程对污水进行处理。如图1所示，现有技术的净化系统1一般由进水部分11、反应部分12和出水部分13构成，在反应部分12通常设置有无纺布膜反应槽14，无纺布膜反应槽14中具有曝气装置15以及膜组件16，膜组件16呈圆筒状，表面具有无纺布薄膜，污水由进水口17进入无纺布膜反应槽14经膜组件16过滤，由出水管18排出到出水部分13。

此类净化系统的缺点在于膜组件16的表面强度低，圆筒形表面导致膜元件的表面膜丝易断裂，造成出水质量下降的问题，以及膜组件16体积较大，所以在无纺布膜反应槽14中的放置密度不高，降低了水处理的效率。

另外，现有技术中也有一部分将膜组件16的结构制作成平板状，如图2所示，该平板状膜组件16的平板状结构的中部为中空，以容纳过滤后的污水，中空部分连接出水管，由于平板状膜组件16采取中空结构，因此限制了平板状膜组件16表面积不能设置太大，当平板状膜组件的表面积太大时，平板状膜组件16的膜元件无法在其中空部得到良好支撑，因此在过滤元件的中心容易发生膜组件16的过滤元件表面变形的缺陷，如果为了提高平板状膜组件16的机械强度，则不得不将过平板状膜组件16的面积减小，由此大大限制了过滤组件的有效尺寸，造成出水效率低下的缺陷。

发明内容

本发明的一个目的是要解决现有的平板式膜过滤元件强度低和过滤效率低的技术问题，提供一种改进的平板式膜过滤元件，将平板式膜过滤元件模块化，可以根据反应槽的实际大小而设置模块化平板式膜过滤元件的个数，从而满足不同程度水处理的要求。

本发明的另一个目的是提供一种上述平板式膜过滤元件的制造方法。

本发明的再一个目的是提供一种包含上述平板式膜过滤元件的平板式膜过滤组件。

本发明的又一个目的是提供一种包含上述平板式膜过滤组件的膜生物反应器。

本发明提供一种平板式膜过滤元件，包括：膜支撑件，膜支撑件成平板状，膜支撑件表面具有流道，流道开口于所述膜支撑件的侧边；无纺布膜位于所述膜支撑件的表面上，其具有化学改性涂层，其边缘与膜支撑件相结合而将膜支撑件上的所述流道覆盖在所述无纺布膜之下；出水管与流道的开口相连通。

根据上构思，所述的化学改性涂层为丙烯酸及其衍生物层。

根据上构思，膜支撑件的表面被所述无纺布膜所覆盖的区域内具有突起结构。

根据上构思，无纺布膜厚度介于0.01至5mm之间，平均孔径介于0.05至500um之间。

根据上构思，流道位于所述膜支撑件的上、下表面。

根据上构思，无纺布膜和膜支撑件由化学或物理方式连接在一起共同作用，为无纺布膜提供必要的机械强度。

根据上构思，平板式膜过滤元件还具有支撑网，支撑网设置于膜支撑件与无纺布膜之间。

根据上构思，无纺布膜具有层叠结构，该层叠结构包括：基材层、层叠于基材层上的无纺布过滤层以及形成在无纺布过滤层上的所述化学改性涂层。

根据上构思，所述化学改性涂层通过接枝聚合方法形成于所述无纺布过滤层的表面。

根据上构思，所述化学改性涂层通过植入改性杂化纤维的方法形成于所述无纺布过滤层的表面。

根据上构思，所述无纺布过滤层的平均孔径为0.05um~500um所述基材层的平均孔径大于所述无纺布过滤层的平均孔径。

根据上构思，所述基材层和所述无纺布过滤层均由高分子材料制成。

本发明还提供一种平板式膜过滤组件，其由多个上述构思所述的平板式膜过滤元件堆栈形成，平板式膜过滤元件平行设置，之间保留一定距离。

本发明还提供一种膜生物反应器，包括：进水部分，反应部分和出水部分，其中所述的反应部分平板式膜过滤组件。

本发明还提供一种平板式膜过滤元件的制造方法，包括如下步骤：

提供膜支撑件、无纺布膜；

将所述膜支撑件制成平板状，并在所述膜支撑件的表面设置流道，使所述流道开口于所述膜支撑件的侧边；

将所述无纺布膜设于所述膜支撑件的表面上，并在所述膜支撑件的表面设置化学改性涂层，使所述无纺布膜的边缘与所述膜支撑件相接合而将所述膜支撑件上的所述流道覆盖在所述无纺布膜之下。