[实用新型]水草管式膜过滤器

说明书

技术领域

本实用新型属于环境保护水处理和膜分离技术领域，特别涉及一种水草管式膜过滤器，包括纳滤、超滤和微滤膜过滤器。该种膜过滤器特别适用于浸没式膜生物反应器(MBR)、膜加强生物反应器(MEBR)和膜过滤。 

背景技术

已知技术中中空纤维膜、毛细管膜或管式膜通常组成压力式或浸没式膜过滤器。如美国专利(7517421B2)所述，中空纤维膜、毛细管膜和管式膜外径分别为0.03-0.1mm；0.2-3mm和4-50mm。本实用新型涉及4-50mm的管式膜。另外本说明书中把纳滤膜、微滤膜和超滤膜统称为膜(过滤精度为0.005-1微米)。 

膜过滤器的一种特殊应用是过滤污水处理生化反应器中的生化反应液。这种将生化反应器和膜过滤相结合的技术被称为膜生物反应器(MBR)。另外中国专利(申请号200610002387X)揭示了将生物膜反应器和膜过滤相结合的《膜加强生物反应器》(MEBR)。 

对于污染物含量较高的液体膜过滤(例如MBR或MEBR)，已知技术中一般采用内压管式膜过滤器或浸没式膜过滤器。内压式膜过滤器需要采用高流量错流循环的方式避免膜污染，因而运行能耗较高，应用较少。浸没式膜过滤器一般通过向膜周围的液体中由下向上曝气来减低液体中固体杂质在膜表面的沉积和对膜表面的污染。已知技术中浸没式膜过滤器包括板框式膜过滤器、中空纤维膜膜过滤器和毛细管膜过滤器。板框式膜过滤器存在成本较高，充填效率较低，不能水利反冲的问题。中空纤维膜或毛细管膜过滤器有帘式、柱式膜过滤器。污水中固体物质(特别是毛发纤维、纸纤维和粘性污泥)经常在中空纤维或毛细管帘式膜过滤器或柱式膜过滤器上部中空纤维或毛细管膜浇筑处堆积缠绕，造成膜通量下降。另外毛细管膜或中空纤维膜有膜丝易断裂的问题。编织管支撑的毛细管膜属于毛细管膜的一种，没有解决物体物质堆积缠绕的问题；虽然通过编织管加强避免的“膜丝”断丝问题，但是带来了过滤层脱附的问题。 

为了解决纤维缠绕的问题，中国专利200920145649.7揭示的束集成水草式膜过滤器，涉及毛细管膜和中空纤维膜，虽然使得膜过滤器组件上部相对开放，但是纤维物质仍然在纤维束内膜丝之间缠绕。 

同样为了解决纤维缠绕的问题，美国专利(US7160545)揭示了底端浇筑顶端独立封闭的毛细管膜过滤器，另外美国专利申请(US2011/0094964A1)揭示了底端浇筑顶端独立封闭的中空纤维膜过滤器；然而由于中空纤维和毛细管膜“膜丝”不够挺括，在曝气扰动下上端容易发生偏到和互相缠绕。在使用中中空纤维或毛细管顶端互相缠绕处容易积存污泥和纤维状物质，使得这种技术难以得到广泛应用。 

综上所述，目前MBR技术中还没有解决污水中纤维物质在膜周围堆积缠绕的问题，严重影响了MBR，MEBR技术的推广和应用。 

本实用新型的目的是为根本解决污水中纤维物质在膜周围堆积缠绕的问题，揭示一种顶端开放的水草管式膜过滤器。当然，这种管式膜过滤器也适用于过滤其他液体。 

发明内容

本实用新型要解决现有技术中浸没式膜过滤器存在物体物质在毛细管膜或中空纤维膜周围堆积缠绕的技术问题，揭示一种水草管式膜过滤器。 

本实用新型水草管式膜过滤器包括至少一个过滤单元，一个汲液腔，一个汲水腔外壳和至少一个与所述汲液腔相通的产液管；其中所述过滤单元包括多根管式膜，将所述多根管式膜一端浇筑在一起的一个浇筑层，所述管式膜内腔在该浇筑端开放，并与所述汲液腔联通；所述多根管式膜的另一端均被独立封闭，所述多根管式膜外侧与所述汲液腔隔离。 

本实用新型水草管式膜过滤器的有益效果在于：与已知技术帘式或柱式毛细管膜或中空纤维膜相比，由于每根管式膜顶端相互独立，避免了纤维物质在管式膜周围缠绕问题，由于管式膜强度较高，避免了“膜丝”断裂问题；与顶端独立封闭的水草式毛细管膜(US7160454)或水草式中空纤维膜过滤器(US2011/0094964A1)相比，由于管式膜硬度较高，不存在管式膜之间相互缠绕的问题；板框式膜过滤器相比，由于每根管式膜顶端相互独立，避免了纤维物质在板框之间堆积问题，由于可以反冲，使得膜通量更有保证，由于取消了板框，使得水草管式膜过滤器具有成本优势。综合无纤维缠绕、不断丝、可反冲和成本低的特点，本实用新型水草管式膜过滤器将从根本上解决MBR技术目前的问题。

附图说明

图1是本实用新型第一种水草管式膜过滤器纵向剖面示意图。 

图2是本实用新型第一种水草管膜过滤器纵向剖面示意图中AA横向剖面示意图。