[发明专利]一种外压中空纤维膜组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种外压中空纤维膜组件。

技术背景

中空纤维膜组件以其装填密度大、自支撑、操作压力低、能耗小等特点在水处理、物料分离等领域获得广泛应用。通常中空纤维膜组件是把膜丝集结成束，置于筒状壳体内，将两端用树脂浇铸粘结在壳体内壁上，成为一体。

中空纤维膜在使用过程中，会在表面形成污堵，通量下降，膜丝老化，膜性能下降，一段时间后需进行膜组件更换。目前，中空纤维膜组件多为膜丝与膜壳一体的组件，更换时，需膜壳与膜丝一起换掉，膜壳不能重新利用，更换成本高，造成较大浪费。有时，由于膜组件尺寸的差别，膜组件的连接管路也需一同更换，造成更大浪费。并且，膜丝膜壳一体组件，在使用过程中受组件形式的限制，只能并联使用，不能串联使用，在有些场合增加能耗，不利于实际应用。

因此亟需开发一种中空纤维膜组件，可以更换膜芯，可串联使用，节约更换成本，在使用中可节能降耗，降低运行成本。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可替换膜芯的外压中空纤维膜组件，一支膜壳中可多个膜芯串联使用，使膜设备更易集成化，并提高膜的过滤效率，降低膜组件更换成本。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：一种外压可替换型中空纤维膜组件，包括外壳、膜丝、透过液管、组件封端，其特征在于外壳与膜丝通过环氧树脂或聚氨酯浇铸粘接，分别为进水端和出水端；进水端处膜丝为闭孔，其上分布有进水孔，用于原液进入；出水端处膜丝为开孔，其上分布有浓水出口，用于浓缩液排出；膜透过液通过出水端膜丝开孔汇集于出水端与组件封端之间的空腔，再通过贯通膜组件中央的透过液管和组件封端上的透过液管排出，形成滤过液。

所述的膜组件特征在于透过液管位于膜组件中心，从进水端至出水端贯穿组件，与透过液空腔相通，且透过液管从进水端探出一定长度。

所述膜组件特征在于出水端侧有组件封端，组件封端上有浓缩液出口和透过液管，浓缩液出口与出水端上浓水出口相连，透过液管长出封端，与组件封端和组件出水端浇铸树脂间空腔相通，出水端中空纤维膜开孔与空腔相通。

所述膜组件特征在于组件进水端外侧有密封胶圈，起到组件与膜壳间的密封作用，防止原液不通过膜组件直接排出。

下面结合实施例及其附图进一步详述本发明。

附图说明

图1是本发明的膜组件示意图。

图2是进水端示意图。

图3为出水端示意图。

图4为膜组件与膜壳组装示意图。

具体实施例

本发明的技术方案为：一种外压可替换型中空纤维膜组件，包括外壳和膜丝，其特征在于外壳4与膜丝5通过环氧树脂或聚氨酯浇铸粘接，分别为进水端2和出水端6；进水端2处膜丝为闭孔，其上分布有进水孔10，用于原液进入；出水端6处膜丝为开孔，其上分布有浓水出口，用于浓缩液排出；膜透过液通过出水端6膜丝开孔汇集于出水端6与组件封端9之间的空腔8，再通过贯通膜组件中央的透过液管1和组件封端9上的透过液管1’排出，形成滤过液。

为了使料液进入膜组件分配均匀，在进水端2上留有进水口10，进水口10直径为5-20mm，在进水端规则分布，如图2所示，进水口数目在4-100个，根据膜组件直径尺寸而定。在膜组件出水端6留有排水口7，排水口7直径为8-25mm，规则排列，并与进水口错开排列，数目较进水口少，2-50个。

为了收集和排出透过液，在膜组件设有透过液管1，透过液管1位于膜组件中央，贯通进水端2和出水端6，与出水端平齐，长出进水端3-6cm，透过液管1直径10-40mm。

为了使透过液和浓缩液分开，在出水端6处粘接有组件封端9，出水端6与封端9之间有空腔8，出水端6上中空纤维膜开孔与空腔8相通，透过液管1及封端9上的透过液管1’也与空腔8相通。另外封端上还有浓缩液管7与出水端6上的出水口7相连，将浓缩液和透过液隔开。空腔8尺寸为1-3cm。

为了不使原液全部流经膜组件，在膜组件进水端外侧装有密封圈3，密封圈3与膜壳12紧密结合，防止原液通过膜组件与膜壳的缝隙渗漏。

本发明膜组件的工作原理是，当膜分离工作时，料液从膜壳12的进液口13进入，经组件进水端2上的进水口10进入膜组件，通过膜组件出水端6上的出水口7流出，再进入下一膜组件，最终从膜壳的出液口14流出；透过液经膜组件出水端6上的中空纤维膜开孔汇集于空腔8中，再经过透过液管1、1’流出，组件与组件之间通过连接头11连接，然后再通过膜壳端头的透过液收集管15、15’排出，得到滤过液。

本发明的膜组件结构适用于2英寸以上的外压中空纤维膜组件，特别适用于大口径膜组件，如4英寸、8英寸膜组件，可用于规模化、连续化生产的膜装置。另外，本发明可适用于微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。以4英寸膜组件为例，实验表明，本发明膜组件可实现纳滤过程，提高了过滤效率，保证膜过滤性能。