1.本实用新型用于水处理领域，特别是涉及一种膜组器和膜分离系统。
背景技术：2.浸没式微滤或者超滤是一种应用现代污水处理技术，广泛应用于生活污水处理、工业废水处理、给水处理等领域。例如，膜生物反应器(membrane bioreactor,mbr)技术是将传统污水生物处理工艺与浸没式微滤或者超滤有机结合的一种污水处理方法。其核心是以膜组器为核心的膜分离系统。
3.一般情况下，这些膜组器都是放置在膜池里的，以定位导杆固定，尽管定位导杆可以把膜组器限定在一定的范围内，但是，由于受到膜池里水流剪切的作用，以及水的浮力作用，膜池内的膜组器，还是会产生不平的现象，比如单个膜组器一端翘起，不同膜组器之间高低不一等现象。由于曝气装置一般在膜组器的底部，这些不平的现象，容易出现曝气不均匀，从而导致膜组器集泥的现象。
4.也有浸没式微滤或者超滤膜系统，采用的是将膜组器悬挂固定在膜池上方横梁上的方法。这个方法也需要精确的测量悬臂系统的高度，保障每个膜池里的各膜组器在同一个高度，否则也会出现曝气不均一的现象。另外，由于是悬挂系统，在做膜组器异位清洗时，拆卸会比较麻烦。
技术实现要素：5.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种膜组器和膜分离系统，其可以简化膜过滤系统的部件，便于安装、拆卸，也便于操作运行，检修管理。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.第一方面，一种膜组器，包括膜架、膜组件和产水管，所述膜架的顶部设有吊环，所述膜组件安装于所述膜架，所述膜组件包括膜元件和收集所述膜元件产水的集水盒，所述产水管与所述集水盒连接，所述膜组器通过所述膜架的排水体积使所述膜组器获得漂浮在膜池中所需的浮力，所述膜组器漂浮在膜池中时所述膜元件浸没在膜池中。
8.结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，还包括漂浮部件，所述漂浮部件安装于所述膜架，所述膜组器通过所述膜架和所述漂浮部件的排水体积使所述膜组器获得漂浮在膜池中所需的浮力。
9.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述漂浮部件包括安装于所述膜架顶部的浮筒。
10.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述漂浮部件包括安装于所述膜架侧面的浮板。
11.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述膜架采用中空的管材制作，所述管材的端部密封。
12.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述膜架底部设有曝气装置，所述膜架顶部连接曝气管，所述曝气管通过所述管材的内腔与所述曝气装置连通，所述曝气管和所述产水管均采用柔性管。
13.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述膜架包括多层沿高度方向分布的膜架单元，每层所述膜架单元中均设有所述膜组件，多层所述膜架单元共用所述膜架底部的曝气装置。
14.结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述膜架的外周侧面设有防撞部件，所述管材内部设有配重。
15.第二方面，一种膜分离系统，包括膜池和第一方面中任一实现方式所述的膜组器，所述膜池通过隔条分割为多个部分，每个部分中均放置所述膜组器，各部分中的所述膜组器通过产水管的产水快接头与产水总管连接。
16.结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，还包括清洗池和清洗总管，所述清洗总管能够与放置于所述清洗池中的膜组器的产水管的产水快接头连接以清洗所述膜组器。
17.上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：安装膜组件的膜组器在膜池中处于漂浮状态，除了产水管、曝气管(可省去)与之相连外，与池体无固定连接，安装、拆卸、清洗更加方便。同时，膜组器无需固定在膜池底部或者池壁上，而是处于随着水流摆动的状态，类似无曝气往复运动膜组器，借助水流的冲刷剪切力，这样可以减少对曝气的需求。相比于传统放置在膜池底部或者悬挂在膜池壁上的传统膜组器，本实用新型的膜组器可以简化膜过滤系统的部件，便于安装、拆卸，也便于操作运行，检修管理。
18.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
19.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1是本实用新型膜组器的一个实施例结构示意图；
21.图2是本实用新型具有浮筒和浮板的膜组器的一个实施例结构示意图；
22.图3是本实用新型具有曝气装置的膜组器的一个实施例结构示意图；
23.图4是本实用新型具有两层膜架单元的膜组器的一个实施例结构示意图；
24.图5是本实用新型膜分离系统的一个实施例结构示意图；
25.图6是本实用新型清洗池的一个实施例结构示意图；
26.图7是本实用新型具有曝气装置的膜分离系统的一个实施例结构示意图；
27.图8是本实用新型具有曝气装置的清洗池的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
28.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限
制。
29.本实用新型中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
31.本实用新型的实施例提供了一种膜组器，该膜组器使用时能够漂浮于膜池中，从而解决现有技术中采用定位导杆固定以及横梁悬挂中存在的技术问题。即进一步优化膜组器的安装、拆卸，同时进一步精简膜系统在过滤、清洗时的操作，进一步审视膜组器的设计及安装，从而改善膜过滤系统的运行与维护。膜组器放置在膜池中时，主要受到以下几种作用力，包括膜组器自身重力(膜架、膜片、曝气装置等)以及膜组器自身排水所产生的浮力。据此，要使膜组器漂浮起来，需要提供的额外浮力为：
32.所需浮力＝膜组器重力-膜组器自身排水所产生的浮力。
33.要提供所需浮力，有几个方法，包括：1)选择不同密度的膜架材料，从而减轻膜组器自身重力；2)选择不同形状的中空膜架材料，从而排除不同体积的水量，产生不同的浮力；3)增加附加部件，增加额外的浮力，比如浮筒、浮板。本实用新型针对上述方法分析提供多种实施例。
34.参见图1，膜组器包括膜架1、膜组件和产水管2，膜组件安装于膜架1，膜组件包括膜元件3和收集膜元件3产水的集水盒4，产水管2与集水盒4连接，膜组器通过膜架1的排水体积使膜组器获得漂浮在膜池中所需的浮力，膜组器漂浮在膜池中时膜元件3浸没在膜池中。
35.其中，膜元件可采用中空膜丝，中空膜丝的两端连接集水盒4，进一步通过集水盒4固定于膜架1，并通过集水盒4收集膜丝产水，产水管2与集水盒4连接，用于将产水送出。当然膜元件还可采用平板膜。
36.安装膜组件的膜组器在膜池中处于漂浮状态，除了产水管2、曝气管(可省去)与之相连外，与池体无固定连接，安装、拆卸、清洗更加方便。同时，膜组器无需固定在膜池底部或者池壁上，而是处于随着水流摆动的状态，类似无曝气往复运动膜组器，借助水流的冲刷剪切力，这样可以减少对曝气的需求。相比于传统放置在膜池底部或者悬挂在膜池壁上的传统膜组器，本实用新型的膜组器可以简化膜过滤系统的部件，便于安装、拆卸，也便于操作运行，检修管理。
37.在一些实施例中，为了产生足够大的浮力，膜组器还包括漂浮部件，漂浮部件安装于膜架1，膜组器通过膜架1和漂浮部件的排水体积使膜组器获得漂浮在膜池中所需的浮力。
38.进一步的，参见图1，漂浮部件包括安装于膜架1顶部的浮筒5，浮筒5用卡箍固定在
膜架1上方，通过改变漂浮筒5的外径和数量，就可以产生不同的浮力。
39.进一步的，参见图2，漂浮部件包括安装于膜架1侧面的浮板6，改变浮板6的厚度及高度，选择不同的浮板6材料，都可以相应改变产生的浮力。
40.膜组器在水中的浸没深度可调，通过调节漂浮部件，可以使得膜组件顶端与液面距离设定为0.1～0.5m，且在运行时维持固定的淹没深度。
41.其中，参见图1，膜架1采用中空的管材制作，管材的端部密封。膜架1可以用不锈钢或有机材料的方形管、圆形管制作。为了调整整个膜架的重量，有时候，也会在中空的膜架方形管或者圆形管里，增加配重，这些配重可以是铁、沙子等材料。这些配重材料，密封在膜架的方形管或者圆形管里，用胶角密封。
42.在一些实施例中，参见图3，膜架1底部设有曝气装置7，曝气装置7用于冲刷膜组件。其中，曝气装置7可以是大气泡曝气盒，也可以是穿孔管形式(未画出)。膜架1顶部连接曝气管8，曝气管8通过管材的内腔与曝气装置7连通。本实施例中，膜架除了起到支撑整体结构的作用，也通过其中钢管或有机材料管的中空部分，衔接曝气管8以及安装在膜架底部的曝气装置7。本实施例中，漂浮膜组器的底部安装膜曝气装置7，使得曝气出口淹没深度一致，因而曝气量均匀，从而可以改善膜的污染状况，避免膜组器集泥的现象发生。
43.其中，曝气管8和产水管2均采用柔性管，便于膜组器在膜池中的摆动。
44.参见图4，在一些实施例中，膜架1包括多层沿高度方向分布的膜架单元，每层膜架单元中均设有膜组件，通过设置多层膜架单元，提升膜组器的产水能力。其中，上层膜架单元顶部，安装了多个浮筒5，以产生相应的浮力，下层膜架底部安装了曝气装置7。多层膜架单元共用膜架1底部的曝气装置7。
45.需要指出的是，图4中如果去掉曝气管8和曝气装置7，就可以变成一种带浮筒5和浮板6的漂浮双层膜组器。
46.参见图1，膜架1的顶部设有吊环9，整个膜组器可以通过吊环9起吊，放入膜池或从膜池取出。
47.参见图1，膜架1的外周侧面设有防撞部件10，防止碰撞池壁，而损坏膜组器。其中，防撞部件10可采用防撞胶轮，以降低漂浮在膜池中的膜组器的切向冲击力。
48.为了保障膜组件始终保持垂直向上，在曝气条件下，膜组器的摆动幅度控制在合理的范围内，膜组器在水中的重心应设在整体的下部特定位置。膜组器的重心可通过调整漂浮部件以及配重的安装位置来进行调节。
49.参见图5，本实用新型的实施例还提供了一种膜分离系统，包括膜池11和以上任一实施例中的膜组器，膜池11通过隔条16分割为多个部分，每个部分中均放置膜组器，各部分中的膜组器通过产水管2的产水快接头12与产水总管13连接。运行时，膜组器在膜池11的水面上漂浮。由于是柔性软管连接，故此，一定范围内的液面升高和降低，不会影响连接管路的密闭性。由于该漂浮膜组器自身底部没有安装曝气装置7，其所需的曝气，可以来自其余途径，比如组合曝气(即膜池11设置在好氧池上方，从而膜池11可以利用好氧池曝气尾气)。过滤时，产水总管13收集来自于各个漂浮膜组器的产水。
50.在线清洗时，清洗药剂从产水总管13，通过产水软管，分配到各个漂浮膜组器，对各个膜元件3进行原位清洗。
51.漂浮膜组器可以在膜池11内做原位在线清洗，而恢复性清洗，既可以做原位清洗，
也可以在其余的清洗池做异位清洗。在一些设计中，膜池11在好氧池上方，与好氧池相通。故此，在做恢复性清洗时，需要卸下产水快接头12，把漂浮膜组器吊出膜池11，放置在清洗池，参见图6，膜分离系统还包括清洗池14和清洗总管15，清洗总管15能够与放置于清洗池14中的膜组器的产水管2的产水快接头12连接以清洗膜组器。通过产水快接头12与清洗总管15连接，进行异位恢复性清洗。清洗池14也有隔条，可以清洗单个膜组器，也可以同时清洗多个膜组器。清洗池14可以配置单独的曝气系统，供清洗时的曝气需求。清洗结束后，将膜组器调回膜池11，经过快接头连接到产水总管13，即可恢复运行。
52.参见图7，在一些实施例中，膜分离系统还包括曝气装置7，膜组器的曝气管8，通过曝气快接头与曝气总管17相连。运行时，膜组器在膜池11的水面上漂浮。由于产水管2和曝气管8都是柔性软管连接，故此，一定范围内的液面升高和降低，不会影响连接管路的密闭性。过滤时，曝气总管17通过曝气快接头，将曝气分配给各个漂浮膜组器。产水总管13收集来自于各个漂浮膜组器的产水。在线清洗时，清洗药剂从产水总管13，通过产水软管，分配到各个漂浮膜组器，对各个膜元件3进行原位维护性清洗。做恢复性清洗时，可以将膜池11前后进出水闸门关闭，进行原位恢复性清洗。
53.当然，也可以移去清洗池14做异位清洗。参见图8，清洗池14配置了单独的曝气系统，供清洗时的曝气需求。此时，需要卸下产水快接头12和曝气快接头，把漂浮膜组器吊出膜池11，放置在清洗池14，通过产水快接头12与清洗总管15连接，清洗曝气快接头与清洗曝气管18连接，进行异位恢复性清洗。清洗池14也有格条，可以清洗单个膜组器，也可以同时清洗多个膜组器。清洗结束后，将膜组器调回膜池11，经过产水快接头12连接到产水总管13，曝气快接头连接到曝气总管17，即可恢复运行。
54.在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
55.当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。
技术特征：1.一种膜组器，其特征在于，包括膜架、膜组件和产水管，所述膜架的顶部设有吊环，所述膜组件安装于所述膜架，所述膜组件包括膜元件和收集所述膜元件产水的集水盒，所述产水管与所述集水盒连接，所述膜组器通过所述膜架的排水体积使所述膜组器获得漂浮在膜池中所需的浮力，所述膜组器漂浮在膜池中时所述膜元件浸没在膜池中。2.根据权利要求1所述的膜组器，其特征在于，还包括漂浮部件，所述漂浮部件安装于所述膜架，所述膜组器通过所述膜架和所述漂浮部件的排水体积使所述膜组器获得漂浮在膜池中所需的浮力。3.根据权利要求2所述的膜组器，其特征在于，所述漂浮部件包括安装于所述膜架顶部的浮筒。4.根据权利要求2或3所述的膜组器，其特征在于，所述漂浮部件包括安装于所述膜架侧面的浮板。5.根据权利要求1所述的膜组器，其特征在于，所述膜架采用中空的管材制作，所述管材的端部密封。6.根据权利要求5所述的膜组器，其特征在于，所述膜架底部设有曝气装置，所述膜架顶部连接曝气管，所述曝气管通过所述管材的内腔与所述曝气装置连通，所述曝气管和所述产水管均采用柔性管。7.根据权利要求6所述的膜组器，其特征在于，所述膜架包括多层沿高度方向分布的膜架单元，每层所述膜架单元中均设有所述膜组件，多层所述膜架单元共用所述膜架底部的曝气装置。8.根据权利要求5所述的膜组器，其特征在于，所述膜架的外周侧面设有防撞部件，所述管材内部设有配重。9.一种膜分离系统，其特征在于，包括膜池和权利要求1～8中任一项所述的膜组器，所述膜池通过隔条分割为多个部分，每个部分中均放置所述膜组器，各部分中的所述膜组器通过产水管的产水快接头与产水总管连接。10.根据权利要求9所述的膜分离系统，其特征在于，还包括清洗池和清洗总管，所述清洗总管能够与放置于所述清洗池中的膜组器的产水管的产水快接头连接以清洗所述膜组器。
技术总结本实用新型公开了一种膜组器和膜分离系统，包括膜架、膜组件和产水管，所述膜架的顶部设有吊环，所述膜组件安装于所述膜架，所述膜组件包括膜元件和收集所述膜元件产水的集水盒，所述产水管与所述集水盒连接，所述膜组器通过所述膜架的排水体积使所述膜组器获得漂浮在膜池中所需的浮力，所述膜组器漂浮在膜池中时所述膜元件浸没在膜池中。其可以简化膜过滤系统的部件，便于安装、拆卸，也便于操作运行，检修管理。检修管理。检修管理。
技术研发人员：刘建林 彭赞国 吴伟 谢杰
受保护的技术使用者：中信环境技术（广州）有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/7/5
