ES2308545T3 - Modulo de membrana de fibra hueca sumergido. - Google Patents
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Abstract
Un módulo de membrana grande de fibra hueca sumergido que comprende: [I] un cuerpo de módulo dividido en dos secciones que tiene un espacio de recogida de agua permeada 5 para recoger el agua filtrada a través de las membranas de fibra hueca y una salida de agua permeada 3 para descargar el agua recogida en el espacio de recogida de agua permeada; [II] tubos de soporte del módulo que están conectados verticalmente a los extremos superior e inferior del cuerpo del módulo respectivamente; [III] una capa de inserción del cabezal del módulo de tipo placa que está provista con espacios de membrana de fibra hueca 10 y que está insertada en el cuerpo del módulo para formar el espacio de recogida de agua permeada 5 en el cuerpo del módulo; [IV] una capa de difusión de tipo placa que está provista en una parte superior de la misma con un puerto de difusión 4, tiene tubos de difusión 11 que rodean un haz de membranas de fibra hueca 16 mediante tres superficies mientras que se mantiene una distancia predeterminada desde los cabezales del módulo y se inserta en el cuerpo del módulo después de que una capa de inserción del cabezal de módulo para formar un espacio de difusión 7 dentro del cuerpo del módulo; [V] los cabezales del módulo que tienen el haz de membranas de fibra hueca 16 fijados en su interior mediante un líquido de encapsulación 22 y se insertan en la capa de inserción del cabezal del módulo, estando abierto el haz de membranas de fibra hueca en paralelo a las superficies de descarga de agua permeada de ambos extremos opuestos para formar el espacio de recogida de agua permeada 5 en el cuerpo del módulo.
Description
Módulo de membrana de fibra hueca sumergido.
La presente invención se refiere a un módulo de
membrana de separación para tratamiento de aguas, tal como
tratamiento de aguas residuales, tratamiento de aguas cloacales,
purificación de agua, etc., y más particularmente a un módulo de
membrana de fibra hueca sumergido que tiene numerosas unidades de
módulo integradas en un solo cartucho para hacerlo adecuado para
tratamiento a gran escala.
La invención se refiere también a un módulo de
membrana de fibra hueca sumergido que es adecuado para el
tratamiento de agua a gran escala porque es fácilmente expansible y
tiene una pequeña área de instalación y es capaz de evitar la
contaminación por la acción de difusión eficaz desde el interior y
el exterior del módulo y presenta una durabilidad excelente.
La invención se refiere a un módulo de membrana
hueca sumergido que permite la fabricación de un difusor dentro del
módulo de una manera más económica, mientras que simultáneamente
presenta una eficacia de difusión aumentada y de esta manera se
optimiza para aplicación a sistemas a mayor escala.
En tiempos recientes, la demanda de un
tratamiento de agua que utiliza un proceso con membrana está
aumentando junto con el aumento de la importancia del medio
ambiente en cada país, estando a la cabeza los países desarrollados,
tales como Estados Unidos y la Unión Europea.
Aunque el proceso con membrana se ha reconocido
por su excelencia en el funcionamiento automático, la esperanza de
vida y post-tratamiento de la calidad del agua tiene
que utilizarse aún a una amplia escala debido a su menor eficacia
económica cuando se compara con otros procesos de la técnica
anterior.
Sin embargo, con la mejora en la calidad de vida
y el mayor énfasis situado en la salud y en la vida, el coste del
proceso de membrana está disminuyendo y los casos de aplicación
están aumentando.
Las membranas usadas para tratamiento de agua
incluyen diversos tipos tales como un tipo tubo, un tipo de fibra
hueca, un tipo película, un tipo espiral enrollada, etc. Entre
ellas, la membrana de tipo fibra hueca es ventajosa para el
tratamiento del agua debido a una alta producción por área de
instalación, mientras que generalmente está hecha en un módulo en
el que las membranas están protegidas por una carcasa cilíndrica
porque tiene una resistencia mecánica baja debido a las
características inherentes de la estructura de membrana.
Un módulo de este tipo es problemático porque
puede ocurrir degradación de permeabilidad debido a ensuciamiento,
ya que es imposible retirar eficazmente los contaminantes acumulados
en las superficies de la membrana como se conoce generalmente en el
caso del tratamiento de aguas residuales. Para superar este
problema, se ha previsto un módulo sumergido sin una carcasa.
Aunque, a menos que la resistencia de las membranas sea
suficientemente alta, la degradación de la fiabilidad del sistema
debido al daño de las membranas puede provocar problemas graves.
Además, a menos que la acción de la difusión usando aire se realice
eficazmente, puede ocurrir aún un problema de ensuciamiento y esto
puede conducir a problemas tales como aumento en la presión de
funcionamiento y una disminución en el flujo.
Para minimizar la pérdida de permeabilidad en el
módulo sumergido, los contaminantes acumulados en las membranas
tienen que retirarse por retro-lavado del módulo y
mediante una acción de difusión fuerte y eficaz. Se conocen bien
diversas técnicas para esto.
La Patente Registrada Coreana Nº 022807 describe
un módulo en el que las membranas de fibra hueca se extienden en
una forma cónica, plegadas en forma de U y fijadas para evitar la
contaminación de la membrana en condiciones de difusión lenta.
Sin embargo, en este caso, el volumen del módulo
debe aumentarse, y no es fácil interconectar módulos con el fin de
aumentar la producción desde un punto de vista estructural.
En un módulo sumergido descrito en la Patente
Registrada Coreana Nº 0236921, un puerto de inyección de aire y una
salida de agua filtrada están conectadas a una parte del módulo con
una membrana de fibra hueca fijada en ambos extremos con forma de
I, opuesto a la forma de U plegable de la Patente Registrada Coreana
Nº 022807.
Esta estructura de módulo no es eficaz para la
disposición de una tubería de recogida y una tubería de inyección
de aire que acopla una multiplicidad de módulos con el fin de
aumentar la producción y presenta una mala trabajabilidad en la
fabricación de un módulo ya que la salida de agua filtrada y el
puerto de inyección de aire coexisten en una parte del módulo.
Especialmente, en el caso de módulos usados para
tratamiento de agua a gran escala, un módulo de tipo rectangular
con un haz de membranas de fibra hueca espaciadas ampliamente, en
lugar de un módulo de tipo cilíndrico es ventajoso para recoger
numerosos módulos dentro de una pequeña área de la instalación.
Aunque un módulo de este tipo tiene el mérito de
que un gran volumen de líquido pueda tratarse en una pequeña área
de instalación, el módulo debe presentar una difusión eficaz
habiendo una alta probabilidad de que los sedimentos puedan
acumularse debido a la alta densidad de los haces de membrana de
fibra hueca.
En este procedimiento, debido al impacto directo
aplicado en las membranas, la calidad del agua después del
tratamiento puede degradarse debido a las membranas dañadas
encontradas después de un uso prolongado, y pueden surgir fugas de
agua por el debilitamiento de las regiones de junta entre las partes
del módulo.
Adicionalmente, en aplicaciones de tratamiento
de agua a gran escala, en el caso de que numerosos módulos se
acoplen de acuerdo con la producción, es difícil minimizar el área
de instalación y realizar un acoplamiento fácil ya que una
disposición eficaz es básicamente imposible.
Debe considerarse también la eficacia
económica.
Para la producción en masa de módulos, la
estructura debe ser tan sencilla como sea posible para minimizar
los costes de fabricación de cada pieza, y los materiales de las
piezas y demás deben considerarse también.
La minimización de los costes de fabricación así
como la eficacia, deben considerarse en la producción.
Todas estas condiciones se manifiestan en
términos de eficacia económica, y técnicas de fabricación de módulo
que presentan una alta eficacia económica que son técnicas
aplicables a producción en masa.
Para resolver los problemas de la técnica
anterior mencionados anteriormente, un objeto de la presente
invención es proporcionar un módulo sumergido que presenta una alta
producción de modulo para aplicación en tratamiento de agua a gran
escala, que permita la expansión bidimensional o tridimensional de
los módulos, pueda evitar las fugas de agua provocadas por el
debilitamiento de las regiones de junta después de un uso prolongado
mediante la minimización de cada parte del módulo incluyendo una
parte de conexión, y pueda maximizar la trabajabilidad y eficacia
económica en la fabricación de un módulo.
Adicionalmente, el módulo de esta invención
tiene una estructura tal que puede agitar las membranas de fibra
hueca con aire generado desde las tres superficies a través de una
pieza de difusión montada al módulo para permitir la acción de
difusión eficaz para evitar una reducción de caudal o un aumento de
presión que surge de la acumulación de contaminantes.
Adicionalmente, las piezas metálicas costosas se
minimizan para eficacia económica en la fabricación de un
módulo.
En otras palabras, los tubos de difusión 11 para
la acción de difusión se preparan de piezas moldeables de manera
que cada pieza excluyendo los tubos de soporte para soportar un
módulo pueden fabricarse por moldeo.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un medio de conexión que pueda expandir fácilmente la
capacidad de procesado de los módulos sin aumentar el área de
proyección necesaria acoplando unidades de módulos de membrana de
fibra hueca de la misma forma entre sí.
Por consiguiente, los objetos de la presente
invención son proporcionar un módulo de membrana grande de fibra
hueca sumergido que presenta un alto caudal en un área de
instalación pequeña, ofrece un acoplamiento de módulo fácil y una
fabricación de módulo económica, mantiene un flujo estable a través
de las condiciones de difusión eficaces y evita las fugas de agua
provocadas por los daños de la membrana y el debilitamiento de las
regiones de junta del módulo.
Para conseguir los objetos anteriores, se
proporciona un módulo de membrana grande de fibra hueca sumergido
de acuerdo con la presente invención, que comprende: [I] un cuerpo
de módulo dividido en dos secciones que tiene un espacio de
recogida de agua permeada 5 para recoger agua filtrada desde
membranas de fibra hueca y una salida de agua permeada 3 para
descargar el agua recogida en el espacio de recogida de agua
permeada; [ll] tubos de soporte del módulo que están conectados
verticalmente a los extremos superior e inferior del cuerpo del
modulo, respectivamente, [III] un módulo de tipo placa con capa de
inserción en el cabezal que está provisto con espacios de membrana
de fibra hueca 10, y se inserta en el cuerpo del modulo para formar
el espacio de recogida de agua permeada 5 en el cuerpo del modulo;
[IV] una capa de difusión de tipo placa que esta provista en la
parte superior de la misma con un puerto de difusión 4, tiene tubos
de difusión 11 que rodea un haz de membranas de fibra hueca 16 por
tres superficies mientras que mantiene una distancia predeterminada
desde los cabezales del módulo, y se inserta en el cuerpo del módulo
posterior a la capa de inserción del cabezal del módulo para formar
un espacio de difusión 7 dentro del cuerpo del módulo; y [V] los
cabezales del módulo que tienen el haz de membranas de fibra hueca
16 fijadas en su interior mediante un liquido de encapsulación 22 y
se insertan en la capa de inserción del cabezal del módulo, estando
abierto el haz de membranas de fibra hueca en paralelo a las
superficies de descarga de agua permeada de ambos extremos opuestos
para formar el espacio de recogida de agua permeada 5 en el cuerpo
de módulo.
En lo sucesivo en este documento, la presente
invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos
adjuntos.
Las Figuras 1 (a) a 1 (c) son una vista en
planta, una vista frontal y una vista del lado derecho de un cuerpo
de módulo de un módulo de membrana grande de fibra hueca sumergido
de acuerdo con la presente invención.
Una salida de agua permeada 3, en la que el agua
permeada se recoge y se hace pasar a su través y un puerto de
inyección de aire 4 para difusión dentro del módulo se forman en el
extremo superior del cuerpo del módulo. Se forma una capa dentro
del cuerpo del módulo ensamblando una capa de inserción del cabezal
del módulo como se muestra en las Figuras 2 (a) a 2 (c) y una capa
de difusión como se muestra en las Figuras 3 (a) a 3 (c) para
dividir el cuerpo del módulo en un espacio de recogida de agua
permeada 5 y un espacio de difusión 7.
Un espacio intermedio 6 se forma entre el
espacio de recogida de agua permeada 5 y el espacio de difusión 7
para separar estos espacios.
El exterior del cuerpo del módulo puede abrirse.
Aunque normalmente se evita que el agua gotee del cuerpo del módulo
mediante túneles de fijación y una cubierta del cuerpo de módulo 2,
el cuerpo del módulo puede abrirse para localizar y reparar la
causa del fallo tal como fuga del módulo o similar cuando se detecta
dicho fallo.
Cuatro surcos de fijación de tubos soporte de
módulo 8 para insertar los tubos de soporte del módulo 17 están
provistos dentro del cuerpo del módulo.
Los tubos de soporte del módulo 17 pueden
fijarse por diversas clases de adhesivos tales como uretano o
mediante una hélice.
La forma global del módulo con los tubos de
soporte del módulo 17 insertados en su interior se muestra en las
Figuras 6 y 7.
Las Figuras 2 (a) a 2 (c) son una vista en
planta, una vista frontal y una vista del lado derecho de una capa
de inserción del cabezal del módulo usado en la construcción de la
presente invención.
En primer lugar, la capa de inserción del
cabezal del módulo se ensambla al cuerpo del módulo para formar un
espacio de recogida de agua permeada 5.
El espacio de recogida de agua permeada 5 se
forma entre una pared exterior del cuerpo del módulo y la capa de
inserción del cabezal del módulo.
La capa de inserción del cabezal del módulo está
provista con espacios de membrana de fibra hueca 10 para insertar
membranas de fibra hueca 16.
Después de que la capa de inserción del cabezal
del módulo se ensamble y una vez que los cabezales del módulo cuyas
membranas de fibra hueca 16 se han encapsulado con un adhesivo 22 se
insertan en la capa de inserción del cabezal del módulo habiendo
pasado el agua a través de las membranas de fibra hueca 16 se evita
que se fugue desde el espacio de recogida de agua permeada 5,
realizado por el cuerpo del módulo y la capa de inserción del
cabezal del módulo, excluyendo la salida de agua permeada 3, a menos
que la fuga del módulo ocurra debido a un problema en el
ensamblaje.
Las Figuras 3 (a) a 3(c) son una vista en
planta, una vista frontal, y una vista del lado derecho
respectivamente de una capa de difusión usada en la construcción de
la presente invención.
Después de que la capa de inserción del cabezal
del módulo se ensamble al cuerpo del módulo, la capa de difusión se
ensambla al mismo. Debido a esto, se forma otro espacio intermedio 6
sobre el espacio de recogida de agua permeada 5.
El espacio intermedio 6 es un espacio que se
forma entre el espacio de recogida de agua permeada 5 y el espacio
de difusión 7.
A diferencia de la capa de inserción del módulo,
la capa de difusión anterior no forma un espacio completamente
cerrado sino que únicamente soporta las membranas de fibra hueca 16
que se extienden desde los cabezales del módulo en alguna
extensión. La capa de difusión facilita el paso del aire desde el
puerto de inyección 4 a través de los tubos de difusión 11 de
manera que el aire ataca las membranas de fibra hueca 16 más
eficazmente a través de pequeños orificios de difusión perforados
en los tubos de difusión 11, y saca los contaminantes particulares
o similares presentes en la superficie de las membranas de fibra
hueca 16.
En el caso de un módulo sumergido, las partes
cerca de los cabezales del módulo son más aptas de contaminarse y
son las causas principales de degradación del rendimiento del módulo
por lo que es importante que la difusión eficaz pueda emplearse
para asegurar que estas partes permanecen sin contaminación.
En la presente invención, como la exposición de
difusión puede realizarse intensivamente sobre las partes
contaminadas primarias de los módulos de membrana de fibra hueca 16,
la duración del rendimiento del módulo se prolonga en gran
medida.
Las Figuras 4 (a) a 4 (c) son una vista en
planta, una vista frontal y una vista desde el lado derecho
respectivamente, de un cabezal de módulo usado en la construcción
de la presente invención.
Los cabezales de los módulos son las partes
donde las membranas de fibra hueca 16 se unen junto con un líquido
de encapsulación 22. El líquido de encapsulación 22 es una clase de
adhesivo para unir las membranas de fibra hueca 16 en los espacios
de membrana de fibra hueca 10 de los cabezales del módulo, e incluye
adhesivos generales, en particular uretano o epoxi.
En la Figura 4 (c), que muestra la vista del
lado derecho del cabezal del módulo, un reborde de fijación del
cabezal del módulo 13, que es la parte para insertar los cabezales
del módulo en la capa de inserción del cabezal del módulo, se
proyecta desde la parte inferior del cabezal del módulo. Después de
la inserción, el reborde de fijación 13 entre la capa de inserción
del cabezal del módulo y las cabezales del módulo se sella con un
adhesivo para evitar las fugas de agua.
Un reborde de fijación 12 del dispositivo de
protección de membrana de separación proyectado desde las partes
superiores de los cabezales del módulo sirve para acoplarse con una
cubierta de protección de la membrana de fibra hueca como se
muestra en las Figuras 9 (a) a 9 (c).
La cubierta de protección de membrana de fibra
hueca sirve para evitar que las membranas de fibra hueca 16
acopladas a los cabezales del módulo se dañen por exposición durante
un proceso de fabricación del módulo.
Un divisor de cabezal de módulo 15 se dispone en
una dirección que corta la longitud de los cabezales del módulo
dentro de espacios 10 donde las membranas de fibra hueca 16 están
unidas.
El divisor del cabezal del módulo 15 sirve para
extender uniformemente el líquido de encapsulación 22 altamente
viscoso tras la inyección y ayuda a la permeación del líquido de
encapsulación 22 con las membranas de fibra hueca 16. Además, el
divisor de cabezal del módulo 15 sirve para evitar que la
estabilidad dimensional disminuya debido a la torsión provocada por
el enfriamiento en la fabricación de un molde de cabeza del
módulo.
La Figura 5 es una vista esquemática que muestra
la capa de inserción del cabezal del módulo, la capa de difusión, y
los cabezales de módulo con membranas de fibra hueca 16 unidas al
mismo, acopladas al cuerpo del módulo.
La Figura 6 es una vista en planta de un módulo
de membrana de fibra hueca sumergido de acuerdo con la presente
invención y la Figura 7 es una vista de sección transversal lateral
del módulo de membrana de fibra hueca de acuerdo con la presente
invención.
Sólo unas pocas secciones de las membranas de
fibra hueca 16 se muestran por conveniencia.
Una capa de inserción del cabezal del módulo,
una capa de difusión, y los cabezales de módulo se insertan en un
cuerpo de módulo en orden, las membranas de fibra hueca 16 se
disponen en espacios de membrana de fibra hueca 10 y los tubos de
difusión 11 se disponen entre los cabezales del módulo. Mediante
dicha configuración cada superficie de ambos lados de las membranas
de fibra hueca puede lavarse con aire uniformemente mediante
orificios de difusión espaciados uniformemente sobre los tubos de
difusión 11.
La Figura 10 es una vista esquemática de sección
transversal que muestra el cabezal del módulo y las piezas de la
capa de difusión en el cuerpo del módulo cuando se corta en las
direcciones longitudinal y horizontal de las membranas de fibra
hueca.
En la Figura 10, el módulo proporcionado por
esta invención consta de un haz de membranas de fibra hueca 16 que
tienen una función de membrana de separación, en la que el agua que
permea desde el exterior de las membranas se recoge en un espacio
de recogida de agua permeada 5 en ambos cabezales del módulo por el
interior de las membranas mediante una presión de aspiración o
mediante una presión natural creada por la carga de agua.
En este punto, las puntas de las membranas de
fibra hueca se fijan a las superficies de descarga de agua permeada
21, presentes dentro de los cabezales del módulo mediante un líquido
de encapsulación 22, abierto de manera que está en paralelo a las
superficies de descarga 21, que hace posible recoger el agua
permeada dentro del espacio de recogida de agua permeada 5 a través
de las superficies de descarga de agua permeada 21.
El agua permeada recogida en el espacio de
recogida de agua permeada 5 fluye fuera a través de la salida de
agua permeada 3 del cuerpo del modulo conectado a un dispositivo de
extracción de agua permeada tal como una bomba de aspiración o
similar. En este momento, la salida de agua permeada 3 de los
cabezales del módulo pueden existir una a una sobre las superficies
superior e inferior considerando la expandabilidad obtenida por las
unidades de módulo de acoplamiento. En el caso de esta estructura,
para que funcione usando las unidades de módulo solas es posible
que cada salida esté conectada al dispositivo de extracción de agua
filtrada, o solo la salida de agua permeada 3 de la superficie
superior esté conectada y se use cerrando las salidas de agua
permeada 3 de la superficie inferior del cuerpo del modulo usando un
miembro de conexión y cierre.
La longitud de las membranas de fibra hueca 16,
es decir, la distancia entre los cabezales de modulo, es
preferiblemente de 80 a 150 cm. Realizando la función de recogida
de agua simétricamente usando los dos cabezales de modulo como se
ha descrito anteriormente, la pérdida de presión provocada por la
longitud de las membranas de fibra hueca 16 se compensa
eficazmente.
El agua permeada recogida en el espacio de
recogida de agua permeada 5 del cuerpo del modulo mediante una
presión durante un proceso de filtración se permea mediante
orificios que existen sobre la superficies externas de las
membranas de fibra hueca. Si la fuga ocurre a través de un hueco o
similar en el módulo, la función de filtrado se degrada.
El modulo provisto por esta invención puede
reducir el peso del módulo, permite una reducción en los costes de
fabricación del modulo y puede evitar las fugas de agua provocadas
por el debilitamiento de las regiones de junta entre las piezas
porque las piezas están hechas de un plástico moldeable y se
combinan simplemente usando las membranas de fibra hueca 16 y un
adhesivo.
En este momento, el cuerpo del módulo puede ser
de una forma seleccionada a partir de un grupo compuesto por formas
cilíndricas y rectangulares.
Mientras, en el tratamiento de agua residual que
contiene altas concentraciones de materiales flotantes, una
reducción de caudal o un aumento de presión puede surgir por la
acumulación de contaminantes. De esta manera, un proceso de
filtrado va acompañado de un proceso de difusión.
El módulo proporcionado por esta invención no
requiere ningún dispositivo de difusión particular ya que el modulo
está provisto con una función de difusión. Es posible fabricar un
módulo difundible eficaz de una manera sencilla y económica mediante
el lavado con aire de las regiones principales contaminadas de las
membranas de separación 16 dentro del módulo uniformemente,
fuertemente e intensivamente mediante tubos de difusión de módulo
11.
En otras palabras, la parte de difusión del
módulo está compuesta por un puerto de inyección de aire 4 en el
cuerpo del módulo y tubos de difusión 11 espaciados una ligera
distancia desde los cabezales del módulo en paralelo a los mismos.
Las regiones contaminadas principales de las membranas de fibra
hueca, enterradas en los cabezales del módulo y extendidas hacia
afuera, están rodeadas por los tubos de difusión 11 y los orificios
de difusión se distribuyen de forma uniforme a través de la
superficie de los tubos de difusión 11 permitiendo de esta manera
una difusión eficaz en el módulo.
En este momento, el puerto de inyección de aire
4 de los cabezales del modulo puede existir en una de las
superficies superior e inferior considerando la expansibilidad
obtenida mediante las unidades de módulo de acoplamiento.
En el caso de esta estructura, para que funcione
usando las unidades del módulo en solitario, es posible conectar
puertos de inyección de aire 4 entre cada módulo a través un miembro
de conexión como se muestra en la Figura 8, y después únicamente el
puerto de inyección de aire 4 del cuerpo de modulo superior se
conecta y se usa cerrando el puerto de inyección de aire del modulo
inferior usando un miembro de cierre y conexión.
La Figura 8 es una vista en perspectiva del
miembro de conexión.
El miembro de conexión tiene un paso para la
comunicación del agua permeada y el aire entre los dos cabezales de
modulo conectados en serie entre sí y a los tubos de difusión.
Para facilitar la difusión eficaz, las membranas
de fibra hueca se concentran más densamente sobre las partes
próximas de los cabezales del módulo que en la parte media del
módulo y el espaciado entre las membranas es relativamente más
pequeño y, de esta manera, la acumulación de contaminantes se centra
en estas partes. Por tanto, para maximizar la eficacia de difusión,
se prefiere que los tubos de difusión vertical 11 se dispongan en
las partes próximas de los cabezales del módulo, es decir, en los
huecos espaciados de 1 a 20 cm desde los cabezales del módulo.
En el caso de sumergir dicho modulo que tenga
función de difusión en una fuente de agua para tratamiento, debido
a una diferencia de presión provocada por la carga de agua, mayor
que la profundidad del agua, es decir, cuanto más cerca a la parte
inferior del módulo, menor será el caudal de aire. De esta manera,
considerando esto se prefiere que los orificios de difusión
dispuestos en dos tubos de difusión vertical 11 se haga mayor del
10 al 100% que en los orificios precedentes según están más cerca de
la parte inferior de la parte del módulo. Preferiblemente, los
orificios de difusión tienen un diámetro de 2 a 8 mm.
En el caso de generar una acción de difusión
mediante el método mencionado anteriormente, según surgen las
burbujas generadas a partir de los tubos de difusión 11 en una parte
inferior de un tanque de inmersión, agitan continuamente las
membranas de fibra hueca 16 dispuestas en una dirección transversal,
evitando de esta manera la acumulación de contaminantes. Por otro
lado, las burbujas generadas desde los tubos de difusión verticales
11 de los lados izquierdo y derecho transcurren horizontalmente
hacia las membranas de fibra hueca, evitando de ésta manera la
acumulación de contaminantes en las partes donde las membranas se
concentran.
Para evitar la degradación del rendimiento
provocado por la contaminación de la membrana, el módulo de membrana
de fibra hueca sumergido descrito anteriormente se diseña para
evitar la acumulación de contaminantes afectando directamente a las
membranas de fibra hueca con burbujas generadas a partir de las tres
superficies. Debido a esto, hay la posibilidad de que las membranas
puedan quedar dañadas cuando el módulo se hace funcionar durante un
largo tiempo. De esta manera, se prefiere usar membranas de fibra
hueca que tienen una resistencia de tracción mayor
de 1 kg/pieza.
de 1 kg/pieza.
Más preferiblemente, se usan membranas de fibra
hueca compuestas que tienen una resistencia a tracción mayor de 10
kg/pieza hechas reforzando las membranas de fibra hueca 16 que
constituyen un haz de membrana de fibra hueca mediante un tejido
trenzado.
En el caso de aplicar un módulo sumergido a un
proceso de tratamiento de agua a gran escala, es ventajoso obtener
un caudal de tratamiento mayor en un área de instalación
pequeña.
Para esto, el módulo de acuerdo con la presente
invención puede usar una única unidad de módulo porque la
producción por módulo es muy grande y puede aumentar la producción
ya que dos o más unidades de módulo pueden combinarse sin aumentar
el área de proyección necesaria.
La membrana de fibra hueca sumergida de acuerdo
con la presente invención elimina la ineficacia de la disposición
de tuberías provocada conectando numerosos módulos en paralelo
porque la producción por módulo es grande, es fácil de expandir la
capacidad de procesado del módulo, es excelente en durabilidad y
facilidad para hacer funcionar para la fabricación de un módulo
mediante la minimización de piezas de módulo y es muy económica ya
que la mayoría de las piezas están hechas de un plástico
moldeable.
Adicionalmente, como el módulo de membrana de
fibra hueca sumergido tiene una estructura capaz de agitar las
membranas de fibra hueca con burbujas generadas desde tres
superficies a través de tubos de difusión 11, puede evitar
eficazmente el ensuciamiento.
La Figura 1 (a) es una vista en planta de un
cuerpo del módulo de acuerdo con la presente invención;
La Figura 1 (b) es una vista frontal del cuerpo
del módulo de acuerdo con la presente invención;
La Figura 1 (c) es una vista lateral derecha del
cuerpo del módulo de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 (a) es una vista en planta de una
capa de inserción del cabezal del módulo de acuerdo con la presente
invención;
La Figura 2 (b) es una vista frontal de la capa
de inserción del cabezal del módulo de acuerdo con la presente
invención;
La Figura 2 (c) es una vista lateral derecha de
la capa de inserción del cabezal del módulo de acuerdo con la
presente invención;
La Figura 3 (a) es una vista en planta de una
capa de difusión de acuerdo con la presente invención;
La Figura 3 (b) es una vista frontal de la capa
de difusión de acuerdo con la presente invención;
La Figura 3 (c) es una vista lateral derecha de
la capa de difusión de acuerdo con la presente invención;
La Figura 4 (a) es una vista en planta de un
cabezal del módulo de acuerdo con la presente invención;
La Figura 4 (b) es una vista frontal del cabezal
del módulo de acuerdo con la presente invención;
La Figura 4 (c) es una vista lateral derecha del
cabezal del módulo de acuerdo con la presente invención;
La Figura 5 es una vista esquemática que muestra
la capa de inserción del cabezal del módulo, la capa de difusión, y
el cabezal del módulo acoplado al cuerpo del módulo;
La Figura 6 es una vista en planta de una
membrana de fibra hueca sumergida de acuerdo con la presente
inven-
ción;
ción;
La Figura 7 es una vista de sección transversal
lateral del módulo de membrana de fibra hueca sumergido de acuerdo
con la presente invención;
La Figura 8 es una vista en perspectiva de un
miembro de conexión de acuerdo con la presente invención;
La Figura 9 (a) es una vista en planta de un
dispositivo de protección de membrana de fibra hueca de acuerdo con
la presente invención;
La Figura 9 (b) es una vista frontal del
dispositivo de protección de membrana de fibra hueca de acuerdo con
la presente invención;
La Figura 9 (c) es una vista lateral del
dispositivo de protección de membrana de fibra hueca de acuerdo con
la presente invención;
La Figura 10 es una vista esquemática de sección
transversal que muestra el cabezal del módulo y las partes de la
capa de difusión en el cuerpo del módulo cuando se corta en las
direcciones longitudinal y horizontal de las membranas de fibra
hueca de acuerdo con la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
- 1:
- surco de fijación del tornillo
- 3:
- salida de agua permeada
- 5:
- espacio de recogida de agua permeada
- 7:
- surco de espacio de difusión
- 9:
- cubierta del espacio de surco de fijación del tornillo
- 11:
- tubo de difusión
- 13:
- reborde de fijación del cabezal del módulo
- 16:
- membrana de fibra hueca
- 2:
- cubierta del cuerpo del módulo
- 4:
- puerto de inyección de aire
- 6:
- espacio intermedio
- 8:
- tubo de fijación del soporte del módulo
- 10:
- membrana de fibra hueca
- 12:
- reborde de fijación del dispositivo de protección de membrana de separación
- 15:
- divisor del cabezal del módulo
- 17:
- tubo de soporte del módulo
- 18:
- miembro de conexión
- 19:
- bloqueo del dispositivo de protección de la membrana de separación
- 20:
- soporte del dispositivo de protección de la membrana de separación
- 21:
- superficie de agua permeada
- 22:
- líquido de encapsulación (adhesivo).
La presente invención es útil como módulo de
membrana de separación en el tratamiento de agua tal como el
tratamiento de aguas residuales, el tratamiento de aguas cloacales y
purificación del agua, etc.
Claims (13)
1. Un módulo de membrana grande de fibra hueca
sumergido que comprende:
[I] un cuerpo de módulo dividido en dos
secciones que tiene un espacio de recogida de agua permeada 5 para
recoger el agua filtrada a través de las membranas de fibra hueca y
una salida de agua permeada 3 para descargar el agua recogida en el
espacio de recogida de agua permeada;
[II] tubos de soporte del módulo que están
conectados verticalmente a los extremos superior e inferior del
cuerpo del modulo respectivamente;
[III] una capa de inserción del cabezal del
módulo de tipo placa que está provista con espacios de membrana de
fibra hueca 10 y que está insertada en el cuerpo del módulo para
formar el espacio de recogida de agua permeada 5 en el cuerpo del
módulo;
[IV] una capa de difusión de tipo placa que está
provista en una parte superior de la misma con un puerto de
difusión 4, tiene tubos de difusión 11 que rodean un haz de
membranas de fibra hueca 16 mediante tres superficies mientras que
se mantiene una distancia predeterminada desde los cabezales del
modulo y se inserta en el cuerpo del modulo después de que una capa
de inserción del cabezal de módulo para formar un espacio de
difusión 7 dentro del cuerpo del módulo;
[V] los cabezales del módulo que tienen el haz
de membranas de fibra hueca 16 fijados en su interior mediante un
líquido de encapsulación 22 y se insertan en la capa de inserción
del cabezal del módulo, estando abierto el haz de membranas de
fibra hueca en paralelo a las superficies de descarga de agua
permeada de ambos extremos opuestos para formar el espacio de
recogida de agua permeada 5 en el cuerpo del módulo.
2. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que el espacio de recogida
de agua permeada 5 en el cuerpo del módulo está formado entre una
pared exterior del cuerpo del módulo y la capa de inserción del
cabezal del módulo de tipo placa insertada en el cuerpo del
módulo.
3. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que el espacio de difusión
7 en el cuerpo del módulo se forma entre la capa de difusión de tipo
placa insertada en el cuerpo del módulo y una pared interior del
cuerpo del módulo.
4. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que se forma un espacio
intermedio 6 entre el espacio de recogida de agua permeada 5 y el
espacio de difusión 7.
5. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que la distancia entre los
cabezales del módulo y los tubos de difusión dispuestos adyacentes a
los mismos es de 1 a 20 cm.
6. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que una multiplicidad de
orificios de difusión se forma sobre los tubos de difusión 11.
7. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 6, en el que el diámetro de los
orificios de difusión es de 2 a 8 mm.
8. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 6, en el que el diámetro de los
orificios de difusión dispuestos en los tubos de difusión 11
aumenta del 10 al 100% comparado con el diámetro de los orificios
de difusión dispuestos directamente por encima.
9. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que la resistencia a la
tracción de las membranas de fibra hueca 16 que constituyen el haz
de membranas de fibra hueca es mayor de 1 kg/pieza.
10. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que las membranas de fibra
hueca 16 que constituyen un haz de membranas de fibra hueca está
compuesto por membranas de fibra hueca que tiene una resistencia de
tracción mayor de 10 kg/pieza hechas por refuerzo mediante un tejido
trenzado.
11. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que la forma del cuerpo del
módulo es cilíndrica o rectangular.
12. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 1, en el que un miembro de conexión
para acoplar los dos módulos de membrana de fibra hueca descritos en
la reivindicación 1 se dispone en el puerto de inyección de aire
4.
13. El módulo de membrana de fibra hueca
sumergido de la reivindicación 12, en el que el miembro de conexión
tiene un paso para comunicar el agua permeada y el aire entre los
dos cabezales de módulo acoplados en serie entre sí y los tubos de
difusión.
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