申请日2014.02.21
公开(公告)日2017.12.15
IPC分类号B01D63/02; B01D65/02
摘要
本发明提供一种中空纤维隔膜模块及利用中空纤维隔膜模块的水处理装置。该水处理装置能够将中空纤维隔膜的污染最小化，并将利用电力的能源使用最小化，且能通过物理方法清洗中空纤维隔膜，包括：水桶，用于填充原水;中空纤维隔膜模块，设置在所述水桶上，在内部具备中空纤维隔膜，从而通过水压差来实现水处理;和原水供给部，位于所述水桶的上部，用于将原水通过所述中空纤维隔膜模块向水桶内部供给，所述中空纤维隔膜模块为通过使从原水供给部供给的原水与中空纤维隔膜冲撞，从而使中空纤维隔膜游动的结构。
权利要求书
1.一种利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，包括：
至少一个水桶，用于填充原水;至少一个中空纤维隔膜模块，设置在所述水桶上，在内部具备中空纤维隔膜，从而通过水压差来实现水处理;原水供给部，位于所述水桶的上部，利用因高度差而产生的势能将原水通过所述中空纤维隔膜模块向水桶内部供给，所述中空纤维隔膜模块通过使从原水供给部供给的原水与中空纤维隔膜冲撞，从而使中空纤维隔膜游动，
所述原水供给部包括：至少一个原水桶，位于所述水桶的上部，用于收容将要供给到所述水桶的原水;和原水管，用于连接所述原水桶的底部和中空纤维隔膜模块，从而使原水移动，
所述水桶的上部内侧设置有用于将水桶的内部空间上下分离的分离板，从而水桶的上部构成所述原水桶，在所述水桶的内侧，与所述原水桶连通并且由向水桶的底部侧延伸的隔壁形成的移动通道构成用于使原水移动的原水管，并且在隔壁上安装有所述中空纤维隔膜模块，从而通过所述移动通道接收原水。
2.根据权利要求1所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述水桶在隔壁上彼此相隔地排列设置有多个中空纤维隔膜模块，设置在各中空纤维隔膜模块上并用于排出处理水的处理水管连接到共同的排出线，并将处理水向外部排出。
3.根据权利要求1或2所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述中空纤维隔膜模块包括：头，与水桶结合;外壳，设置在所述头上并向水桶内部延伸;中空纤维隔膜，设置在所述外壳内，通过压力差来实现水处理;收集器，设置在所述头上并与所述中空纤维隔膜连接，用于收集处理水;处理水管，与所述收集器连接，用于排出处理水;供给管，设置在所述头上，用于供给原水;投入管，与所述供给管连接并向外壳内部延伸，用于排出原水;和原水分散部，设置在所述投入管的前端，用于使通过投入管排出的原水与中空纤维隔膜冲撞。
4.根据权利要求3所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述原水分散部包括：阻断部件，设置在投入管的前端上，用于阻断原水的流动;和多个出口，在所述投入管的前端部的外周面上朝向中空纤维隔膜形成，用于将原水向中空纤维隔膜排出。
5.根据权利要求4所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述投入管设置在头的中央而配置于外壳的中央，所述中空纤维隔膜以所述投入管为中心配置在投入管和外壳的内周面之间。
6.根据权利要求4所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述阻断部件为在中央形成有用于排出原水的孔的结构。
7.根据权利要求4所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述阻断部件呈向外侧凸出的圆锥状。
8.根据权利要求4所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述原水分散部进一步包括：引导部件，设置在所述阻断部件的内侧，并呈沿所述投入管逐渐缩径的圆锥状。
9.根据权利要求4所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述头进一步包括用于与水桶结合的连接部，
所述连接部设置在头上，在外周面或内周面上形成有外螺纹或内螺纹，所述水桶上形成有连接口，所述连接口在内周面或外周面上形成有内螺纹或外螺纹，从而使所述连接部通过螺合方式能够拆卸地与连接口结合。
10.根据权利要求4所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述头进一步包括用于与水桶结合的连接部，
所述连接部形成有向头的外侧凸出的法兰，在所述法兰上彼此相隔地形成有多个连接孔，从而通过螺栓与水桶结合。
11.根据权利要求9所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述连接部进一步包括用于保持与水桶之间的气密的密封部件。
12.根据权利要求8所述的利用中空纤维隔膜模块的水处理装置，其中，
所述头进一步包括用于与水桶结合的连接部，
所述连接部设置在头上，在外周面或内周面上形成有外螺纹或内螺纹，所述水桶形成有连接口，所述连接口在内周面或外周面上形成有内螺纹或外螺纹，从而使所述连接部通过螺合方式能够拆卸地与连接口结合。
说明书
中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置
技术领域
本发明涉及一种利用中空纤维隔膜模块的水处理装置。更为详细地，本发明涉及一种易于清洗膜的中空纤维隔膜模块及利用该中空纤维隔膜模块的水处理装置。
背景技术
通常，分离膜技术是一种利用高分子材料的选择性透过性质的分离技术，根据形状分为平板膜、管状膜及中空纤维隔膜。
利用分离膜的膜过滤工艺与以往的水处理工艺相比占地面积少，并且能够完全去除大于膜的标称孔径的物质，因此在要求安全的净水处理设施中使用。此外，分离膜技术还能实现小规模模块化，因此具有还能适用于小规模水处理中的优点。
为了便于使用，分离膜经模块(module)化后根据用途来选用。其中，中空纤维隔膜使用的是直径为0.2～2mm且中央为空的细管形状的中空纤维。中空纤维隔膜的膜面积与体积之比大于其他形式的分离膜。因此，中空纤维隔膜具有较高的生产效率。此外，中空纤维隔膜的直径较小，可自行保持形状，具有无需额外的支撑体的优点，因此得到广泛的应用。
然而，分离膜模块需要较高的压力差，因此具有分离膜的污染加速的问题，并且具有为了减少因浮游物的膜污染需要一种能耗较大的泵和送风机的缺点。如此，利用以往分离膜模块的水处理装置为需要高能量及高成本的结构，因此在电力不足的地区或欠发达国家中，该装置维护困难而不易得到应用。
为了解决这种问题，正在开发一种利用水桶的水头压力进行过滤的无动力水处理技术。然而，所述结构无法清洗干净附着在膜模块上的污染物。因此，具有在持续进行过滤的期间水的生产量持续减少的缺点。
发明内容
本发明提供一种中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置，该中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置构成为能够将中空纤维隔膜的污染最小化，从而在无需清洗的情况下也能长时间使用。
此外，提供一种中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置，该中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置构成为能够将利用电力的能源使用最小化，并能通过物理方法清洗中空纤维隔膜。
此外，提供一种中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置，该中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置构成为能够将利用中空纤维隔膜的水处理中产生的结垢等的污染物质的去除效率最大化。
此外，提供一种中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置，该中空纤维隔膜模块及利用中空纤隔膜模块的水处理装置构成为能够简化设备结构，并且将维护费用最小化。
本实施例的水处理装置可包括：至少一个水桶，用于填充原水;至少一个中空纤维隔膜模块，设置在所述水桶上，在内部具备中空纤维隔膜，从而通过水压差来实现水处理;原水供给部，位于所述水桶的上部，利用因高度差而产生的势能将原水通过所述中空纤维隔膜模块向水桶内部供给，所述中空纤维隔膜模块为通过使从原水供给部供给的原水与中空纤维隔膜冲撞，从而使中空纤维隔膜游动的结构。
所述原水供给部可包括：至少一个原水桶，位于所述水桶的上部，用于收容将要供给到水桶的原水;和原水管，用于连接所述原水桶的底部和中空纤维隔膜模块，从而使原水移动。
所述原水桶可以能够拆卸地设置于所述水桶的上端。
所述原水桶可放置在上端开放的水桶的上端，从而构成盖住水桶的盖子，所述原水桶的侧面设置有向下延伸的支撑架，所述水桶的侧面上部设置有导架和支架，所述导架设置在与所述支撑架的形成位置对应的位置上，并且上端和下端开放，从而使所述支撑架贯穿，所述支架设置在所述导架的旁边，其上端开放、下端封堵，用于夹设并支撑所述支撑架，从而将原水桶隔开水桶的上端而配置。
所述原水管可由柔性材质的软管来构成。
所述水桶的上部内侧可设置有用于将水桶的内部空间上下分离的分离板，从而水桶的上部构成原水桶，在所述水桶的内侧，与所述原水桶连通并且由向水桶的底部侧延伸的隔壁形成的移动通道构成用于使原水移动的原水管，并且在隔壁上安装有所述中空纤维隔膜模块，从而可通过所述移动通道接收原水。
所述分离板或原水桶的底部可为朝向隔壁或原水管向上或向下倾斜的结构。
所述水桶可由集装箱来构成。
所述水桶可在隔壁上彼此相隔地排列设置有多个中空纤维隔膜模块，设置在各中空纤维隔膜模块上并用于排出处理水的处理水管连接到共同的排出线，并将处理水向外部排出。
本实施例的中空纤维隔膜模块可为通过使向水桶供给的原水与中空纤维隔膜冲撞，从而摇动并清洗中空纤维隔膜的结构。
本中空纤维隔膜模块可具有：头，与用于收容原水的水桶结合;中空纤维隔膜，一端与所述头的内部结合，末端为自由端，用于通过水头过滤原水;和外壳，设置在所述头上，向水桶内部延伸并在内部配置有所述中空纤维隔膜，所述头可为通过使向水桶内部注入的原水与外壳内的中空纤维隔膜冲撞，从而摇动并清洗中空纤维隔膜并且将原水填充到水桶内的结构。
本中空纤维隔膜模块可包括：收集器，设置在所述头上并与所述中空纤维隔膜连接，用于收集处理水;处理水管，与所述收集器连接，用于排出处理水;供给管，设置在所述头上，用于供给原水;投入管，与所述供给管连接并向外壳内部延伸，用于排出原水;和原水分散部，设置在所述投入管的前端，用于使通过投入管排出的原水与中空纤维隔膜冲撞。
所述头可进一步包括用于与水桶结合的连接部。
所述连接部可为在头的外周面上形成有外螺纹的结构，所述水桶上形成有连接口，所述连接口在内周面上形成有内螺纹，从而使所述连接部通过螺合方式能够拆卸地结与连接口结合。
所述连接部可设置在头上，并且为在内周面上形成有内螺纹的结构，所述水桶上形成有连接口，所述连接口在外周面上形成有外螺纹，从而使所述连接部通过螺合方式能够拆卸地与连接口结合。
所述连接部可形成有向头的外侧凸出的法兰，在所述法兰上彼此相隔地形成有多个连接孔，从而通过螺栓与水桶结合。
所述连接部可进一步包括用于保持与水桶之间的气密的密封部件。
所述连接部可包括法兰，所述法兰在所述连接部的前端上凸出形成，并且形成有多个连接孔。
所述头可呈多边形形状。
所述头可呈圆形。
在所述头的外周面上可形成有凸起。
所述投入管可设置在头的中央而配置于外壳中央，所述中空纤维隔膜可以所述投入管为中心配置在投入管和外壳的内周面之间。
所述中空纤维隔膜可为一端与收集器结合，另一端为自由端的结构。
所述原水分散部可包括：阻断部件，设置在投入管的前端上，用于阻断原水的流动;和多个出口，在所述投入管的前端部的外周面上朝向中空纤维隔膜形成，用于将原水向中空纤维隔膜排出。
所述阻断部件可为在中央形成有用于排出原水的孔的结构。
所述阻断部件可呈向外侧凸出的圆锥状。
所述原水分散部可进一步包括：引导部件，设置在所述阻断部件的内侧，并呈向所述投入管逐渐缩径的圆锥状。
根据如上说明的本发明的装置，能够利用原水的流入能量将中空纤维隔膜的膜污染最小化，从而在无需清洗的情况下能够长时间使用。
此外，能够在最大限度地减少电力使用的情况下进行膜清洗。
此外，操作容易，维护简单，无需专业人员或基础设施的情况下也能进行操作及维护。
因此，能够在供电困难的落后地区或受灾区等中使用并提供安全的水。