一种帘式膜组件及其浇铸方法

xiaoxiao2020-10-23  3

一种帘式膜组件及其浇铸方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理技术领域,具体涉及一种帘式膜组件及其浇铸方法。
【背景技术】
[0002]我国是一个严重缺水的国家,人均水资源量仅为世界人均拥有量的1/4。目前我国工业污水的再生回用率仅为6%,远远低于发达国家水平,市政污水的回用率更低。膜技术作为上世纪六十年代发展起来的跨学科新技术,其高效节能、环保无污染、过滤后的物质可直接回用等优良特点,使其在国内外各个领域得到广泛的推广与应用。
[0003]在处理污水的应用中,常将膜技术与微生物发酵技术相结合,形成一种新型的、高效的污水处理技术,称为膜生物反应器(MBR)。该混合技术已经在国内外得到了很高的关注度,并展开迅速发展之势。MBR应用中膜技术的实现方式是以膜组件浸没于液体中,通过管路连接和自吸式水泵将透过物质抽出的形式存在。该膜组件通常分为两类,浸没式帘式膜组件与浸没式柱式膜组件。在使用过程中,帘式膜组件因可通过安装曝气系统实现在线清洗,以及离线清洗的方式,减少污染物质在膜表面的沉积,提高膜的使用寿命而被广泛应用。
[0004]在实际应用中,污泥的沉积与在线清洗及离线清洗都会导致膜组件的膜丝运动加剧。长时期的曝气及清洗作业下,膜丝的抗疲劳强度逐渐下降,最后导致断丝。膜组件的端部,即硬胶与软胶灌封处,最易产生断丝现象,影响膜组件性能,严重者影响MBR的稳定性。

【发明内容】

[0005](一)要解决的技术问题
本发明的目的在于解决目前帘式膜中空纤维膜组件浇铸过程中存在的硬胶爬丝致软胶对膜丝的保护性能下降的,及硬胶爬丝程度过高,软胶进胶流淌不均匀的问题,从而增加膜丝根部的抗疲劳性及膜丝与胶的粘接性。
[0006]( 二 )技术方案
为实现上述目的,本发明提供一种帘式膜组件的浇铸方法,该方法包括如下步骤:
(1)将中空纤维膜丝丝束悬挂于浇铸装置的支架上;
(2)捆扎所述膜丝丝束,切割膜丝并堵孔;
(3)在距离膜丝底部2— 4cm处均匀涂抹聚氨酯胶水,涂抹宽度为l-2cm,风干:
(4)将帘式膜壳插入所述浇铸装置的底座的凹槽中,将硬胶倒入所述帘式膜壳中;
(5)用膜丝进行插胶工艺,插胶深度为2-4cm;
(6)待所述硬胶固化后,加进软胶以包覆所述聚氨酯胶水,所述包覆为自硬胶所在面沿膜丝长度方向的包覆2-3cm ;
(7)待所述软胶固化后,以浇铸好的一端向上,另一端向下,重复步骤(2)—(6)对组件另一端进行浇铸;浇铸完成后,对中空纤维膜组件进行切割工艺,完成帘式膜组件的浇铸。
[0007]进一步地,步骤(I)中所述浇铸装置的支架包括外支架与可旋转内支架,所述可旋转内支架为以中端为支点,上下端可360°旋转的不锈钢支架,且上下端均设有用于定位的插销,上端还有多个用于悬挂所述中空纤维膜丝丝束的挂钩。
[0008]本发明所述的方法,在所述步骤(3)之前,还包括对膜丝进行分区,并采用机构件加紧分区的膜丝的步骤,每个分区两个机构件,所述聚氨酯胶水涂抹在两个机构件中间。
[0009]采用机构件有利于膜丝涂胶,也能够避免插胶工艺中出现膜丝杂乱无章的现象。
[0010]其中,所述机构件为自由夹;所述自由夹垂直于膜丝的方向上一端有铰链,另一端可自由开闭;所述自由夹的一侧设有可供定位棍穿过的垂直环扣,扣环的数量为1-2个。
[0011]上述垂直环扣的设置有利于自由夹的定位,此处的定位棍可采用多种棍状结构,如细铁棍等,能够满足插过垂直环扣,实现定位即可。
[0012]本发明所述自由夹与膜丝相接触的内部两壁设有高发泡材料,其中所述高发泡材料优选选用聚乙烯高发泡体、乙烯-醋酸乙烯发泡材料或聚氨酯发泡材料。此类材料柔韧度高,不易伤害膜丝。
[0013]本发明所述的方法,优选步骤(2)经切割膜丝与堵孔后将膜丝丝束分为2-8个区,每个分区采用两个机构件夹紧膜丝,用定位棍穿过机构件上的垂直环扣并挑起所有膜丝后固定所述定位棍,涂抹胶水之前,转动所述可旋转内支架90°,插销固定稳定后涂抹所述聚氨酯胶水;优选在步骤(4)结束后,旋转所述可旋转内支架使其与外支架间维持20-35°,优选25°后解除定位棍,人工托起分区膜丝,转动外支架垂直方向并插销固定,除去机构件后执行步骤(5)。
[0014]本发明所述的方法,步骤(3)中所述凹槽在插入帘式膜壳之前,涂有油性物质,优选所述油性物质选用黄油或凡士林。
[0015]进一步地,步骤(3)中所述硬胶倒入所述帘式膜壳中之前,先将所述硬胶在600C _70°C下加热0.5-1小时,并冷却至30°C _40°C。经该处理后,减少硬胶固化时间,提高浇铸速率。
[0016]进一步地,步骤(I)中所述中空纤维膜丝的材质为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)或聚全氟乙烯(PTFE)中的任一种。
[0017]进一步地,步骤(I)中所述中空纤维膜丝长度为0.5-2.5米。
[0018]进一步地,步骤⑴中所述中空纤维膜丝的数量为100-6000根。
[0019]进一步地,步骤(2)中所述聚氨酯胶水为30-60分钟即可初步固化的快速固化聚氨酯胶水。
[0020]进一步地,步骤(3)中所述凹槽的长度和宽度与所述帘式膜壳一致,高度与所述帘式膜壳的1/2高度一致。
[0021]本发明同时提供了上述方法制备得到的帘式膜组件,所述帘式膜组件具有更理想的应用性能及更长的使用寿命。
[0022](三)有益效果
本发明方法具有如下优点:采用自制的自由夹对膜丝进行分区后,采用软胶初步处理中空纤维膜丝,使膜丝与膜丝间充满软胶,避免硬胶爬丝过高。分区固定后的膜丝,在插胶工艺中不会出现杂乱无章的现象,保持组件外观优美,减少人为整理膜丝的过程。在插胶工艺中,硬胶经过加热后,固化速度加快,流淌性能提高,降低固化所需时间,提高工作效率。加进了软胶,软胶只需在膜丝的分区间流淌,流淌均匀性有所提高,更好的保护膜丝根部。
[0023]综上所述,本发明方法既提高工作效率,又能克服因硬胶爬丝,影响软胶流淌均匀性、膜丝根部抗疲劳性及膜丝与软胶的粘接性等问题,应用此方法可得到高性能的帘式膜组件。
【附图说明】
[0024]图1单个分区膜丝涂抹胶简图。
[0025]图2帘式膜组件浇铸支架简图。
[0026]其中,1:垂直环扣;2:铰链;3:细铁棍;4:中空纤维膜丝;5:自由夹;6:插销;7:360°可旋转内支架;8:外支架;9:挂钩;10:帘式膜壳;11:不锈钢底座;12:局部区域(放大见图1)。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图1、2和实施例对本发明的实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
[0028]实施例1:帘式膜组件的浇铸帘式膜组件的材料及规格如下:
帘式膜组件整体长度:0.5m ;
中空纤维膜膜丝:PVDF材质,数量100根;
硬胶:环氧树脂,软胶:聚氨酯。
[0029]组件性能:膜丝根部断裂数彡99.5%。
[0030]浇铸过程如下:
(1)悬挂膜丝并对膜丝进行分区;将100根中空纤维膜丝(4)悬挂在可旋转内支架(7)的2个挂钩(9)上;
(2)量取0.5m长中空纤维膜丝,用尼龙扎带在同一位置捆扎膜丝丝束后,切割膜丝并堵孔;
(3)采用自由夹(5)对膜丝进行分区,分区数目2组,每组分区采用两个自由夹,自由夹各距离膜丝底部25mm与60mm,自由夹的垂直环扣位于同一侧;
(4)采用细铁棍(3)(直径约为5_)穿过垂直环扣(I),挑起所有膜丝后,固定细铁棍
(3);(参见图1)
(5)旋转支架(7)转动90°后,将插销(6)固定稳当;
(6)对自由夹(5)中间的膜丝涂覆聚氨酯胶水,轻轻抖动,确保每根膜丝均沾有聚氨酯胶水,涂抹胶水宽度1cm,距离膜丝底部20mm ;
(7)静待聚氨酯胶水固化,并将帘式膜壳(10)插入到浇注架底座(11)的凹槽中,凹槽中涂抹黄油;
(8)准备环氧树脂硬胶,60°C下加热0.5h,混合均匀,冷却至40°C后倒入帘式膜壳中;
(9)聚氨酯胶水30min固化后,转动旋转支架,使旋转支架与浇铸支架间维持25。;
(10)解除对细铁棍(3)的固定后,人工托起分区膜丝,转动浇铸支架垂直方向,并用固定插销;
(11)逐步取下细铁棍(3)上的分区膜丝,除去自由夹(5),进行插胶工艺,插胶深度为 2cm ;
(12)硬胶固化后,加进聚氨酯软胶以包覆所述聚氨酯胶水,所述包覆为自硬胶所在面沿膜丝长度方向的包覆2cm;
(13)软胶固化后,以浇铸好的一端向上,另一端向下,重复(3)-(10)步骤后,对中空纤维膜组件进行切割工艺,完成帘式膜组件的浇铸(参见图2)。
[0031]实施例2:帘式膜组件的浇铸帘式膜组件的材料及规格如下:
帘式膜组件整体长度:2m ;
中空纤维膜膜丝:PTFE材质,数量3000根;
硬胶:环氧树脂,软胶:聚氨酯。
[0032]浇铸过程如下:
(1)悬挂膜丝并对膜丝进行分区,将3000根中空纤维膜丝(4)悬挂在可旋转内支架(7)的6个挂钩(9)上;
(2)量取2m长中空纤维膜丝,用尼龙扎带在同一位置捆扎膜丝丝束后,切割膜丝并堵孔;
(3)采用自由夹(5)对膜丝进行分区,分区数目8组,每组分区采用两个自由夹,自由夹各距离膜丝底部30mm与60mm,自由夹的垂直环扣位于同一侧;
(4)采用细铁棍(3)(直径约为8_)穿过垂直环扣(I),挑起所有膜丝后,固定细铁棍
(3);
(5)旋转支架(7)转动90°后,将插销(6)固定稳当;
(6)对自由夹(5)中间的膜丝涂覆聚氨酯胶水,轻轻抖动,确保每根膜丝均沾有聚氨酯胶水,涂抹胶水宽度2cm,距离膜丝底部40mm ;
(7)静待聚氨酯胶水固化,并将帘式膜壳(10)插入到浇注架底座(11)的凹槽中,凹槽中涂抹黄油;
(8)准备环氧树脂硬胶,65°C下加热lh,混合均匀,冷却至35°C后倒入帘式膜壳中;
(9)聚氨酯胶水60min固化后,转动旋转支架,使旋转支架与浇铸支架间维持25。;
(10)解除对细铁棍(3)的固定后,人工托起分区膜丝,转动浇铸支架垂直方向,并用固定插销;
(11)逐步取下细铁棍(3)上的分区膜丝,除去自由夹(5),进行插胶工艺,插胶深度为
4cm ;
(12)硬胶固化后,加进聚氨酯软胶以包覆所述聚氨酯胶水,所述包覆为自硬胶所在面沿膜丝长度方向的包覆2cm;
(13)软胶固化后,以浇铸好的一端向上,另一端向下,重复(3)-(10)步骤后,对中空纤维膜组件进行切割工艺,完成帘式膜组件的浇铸。
[0033]实施例3:帘式膜组件的浇铸帘式膜组件的材料及规格如下:
帘式膜组件整体长度:2.5m
中空纤维膜膜丝:PVDF材质,数量6000根硬胶:环氧树脂,软胶:聚氨酯。
[0034]浇铸过程如下:
(1)悬挂膜丝并对膜丝进行分区,将6000根中空纤维膜丝(4)悬挂在可旋转内支架
(7)的8个挂钩(9)上;
(2)量取2.5m长中空纤维膜丝,用尼龙扎带在同一位置捆扎膜丝丝束后,切割膜丝并堵孔;
(3)采用自由夹(5)对膜丝进行分区,分区数目8组,每组分区采用两个自由夹,自由夹各距离膜丝底部30mm与60mm,自由夹的垂直环扣位于同一侧;
(4)采用细铁棍(3)(直径约为1mm)穿过垂直环扣(I),挑起所有膜丝后,固定细铁棍⑶;
(5)旋转支架(7)转动90°后,将插销(6)固定稳当;
(6)对自由夹(5)中间的膜丝涂覆聚氨酯胶水,轻轻抖动,确保每根膜丝均沾有聚氨酯胶水,涂抹胶水宽度2cm,距离膜丝底部40mm ;
(7)静待聚氨酯胶水固化,并将帘式膜壳(10)插入到浇注架底座(11)的凹槽中,凹槽中涂抹黄油;
(8)准备环氧树脂硬胶,70°C下加热lh,混合均匀,冷却至40°C后倒入帘式膜壳中;
(9)聚氨酯胶水60min固化后,转动旋转支架,使旋转支架与浇铸支架间维持25。;
(10)解除对细铁棍(3)的固定后,人工托起分区膜丝,转动浇铸支架垂直方向,并用插销固定;
(11)逐步取下细铁棍(3)上的分区膜丝,除去自由夹(5),进行插胶工艺,插胶深度为
4cm ;
(12)硬胶固化后,加进聚氨酯软胶以包覆所述聚氨酯胶水,所述包覆为自硬胶所在面沿膜丝长度方向的包覆2cm;
(13)软胶固化后,以浇铸好的一端向上,另一端向下,重复(3)-(10)步骤后,对中空纤维膜组件进行切割工艺,完成帘式膜组件的浇铸。
[0035]虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的;因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1.一种帘式膜组件的浇铸方法,其特征在于包括以下步骤: (1)将中空纤维膜丝丝束悬挂于浇铸装置的支架上; (2)捆扎所述膜丝丝束,切割膜丝并堵孔; (3)在距离膜丝底部2— 4cm处均匀涂抹聚氨酯胶水,涂抹宽度为l-2cm,风干: (4)将帘式膜壳插入所述浇铸装置的底座的凹槽中,将硬胶倒入所述帘式膜壳中; (5)用膜丝进行插胶工艺,插胶深度为2-4cm; (6)待所述硬胶固化后,加进软胶以包覆所述聚氨酯胶水,所述包覆为自硬胶所在面沿膜丝长度方向的包覆2-3cm ; (7)待所述软胶固化后,以浇铸好的一端向上,另一端向下,重复步骤(2)—(6)对组件另一端进行浇铸;浇铸完成后,对中空纤维膜组件进行切割工艺,完成帘式膜组件的浇铸。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(I)中所述浇铸装置的支架包括外支架与可旋转内支架,所述可旋转内支架为以中端为支点,上下端可360°旋转的不锈钢支架,且上下端均设有用于定位的插销,上端还有多个用于悬挂所述中空纤维膜丝丝束的挂钩。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述步骤(3)之前,还包括对膜丝进行分区,并采用机构件加紧分区的膜丝的步骤,每个分区两个机构件,所述聚氨酯胶水涂抹在两个机构件中间。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述机构件为自由夹;所述自由夹垂直于膜丝的方向上一端有铰链,另一端可自由开闭;所述自由夹的一侧设有可供定位棍穿过的垂直环扣,扣环的数量为1-2个。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述自由夹与膜丝相接触的内部两壁设有高发泡材料,其中所述高发泡材料优选选用聚乙烯高发泡体、乙烯-醋酸乙烯发泡材料或聚氨酯发泡材料。6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于,步骤(2)经切割膜丝与堵孔后将膜丝丝束分为2-8个区,每个分区采用两个机构件夹紧膜丝,用定位棍穿过机构件上的垂直环扣并挑起所有膜丝后固定所述定位棍,涂抹胶水之前,转动所述可旋转内支架90°,插销固定稳定后涂抹所述聚氨酯胶水;优选在步骤(4)结束后,旋转所述可旋转内支架使其与外支架间维持20-35°,优选25°后解除定位棍,人工托起分区膜丝,转动外支架垂直方向并插销固定,除去机构件后执行步骤(5)。7.根据权利要求1-6所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述凹槽在插入帘式膜壳之前,涂有油性物质,优选所述油性物质选用黄油或凡士林。8.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,步骤(4)中所述硬胶倒入所述帘式膜壳中之前,先将所述硬胶在60°C _70°C下加热0.5-1小时,并冷却至30°C -40°C。9.根据权利要求1-7任一项所述的方法,其特征在于,步骤(I)中所述中空纤维膜丝的材质为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)或聚全氟乙烯(PTFE)中的任一种;优选所述中空纤维膜丝长度为0.5-2.5米;数量为100-6000根。10.权利要求1-9任一项方法所制备得到的帘式膜组件。
【专利摘要】一种本发明涉及污水处理技术领域,尤其涉及一种帘式膜组件的浇铸方法,具体的,是将中空纤维膜膜丝两端与帘式膜膜壳浇铸固定的工艺。本方法采用可旋转内支架为支撑,并用机构件对膜丝丝束进行分区固定,用软胶初步处理中空纤维膜丝;待软胶固化后,进行插胶工艺,将硬胶预先处理,加快固化速度。硬胶固化后加进软胶。待两端浇铸完毕后,对膜组件进行切割工艺,完成帘式膜组件的浇铸。本浇铸方法既提高工作效率,又能克服因硬胶爬丝,影响软胶流淌均匀性、膜丝根部抗疲劳性及膜丝与软胶的粘接性等问题。应用此浇铸方法可得到高性能的帘式膜组件。
【IPC分类】B01D63/00, C02F3/00
【公开号】CN104888607
【申请号】CN201510324516
【发明人】石丽, 林黑牯, 胡庆春, 李亮
【申请人】江苏鸿典投资股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日

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