本发明涉及水处理设备技术领域，尤其涉及一种高密度平板膜元件。
背景技术：
目前国内外采用的浸没式膜元件有中空纤维膜和平板膜两种。相比于中空纤维膜，平板膜表面平整，在MBR运行时由元件底部曝气形成的气液混合物剪切力和流体湍动，使活性污泥微粒难以积聚在平板膜表面，设备能较长期、稳定地运行。但平板膜填充密度低，约为中空纤维膜的1/2，其主要原因为以下两点：
1、常规平板膜由膜片、导流布及支撑板组成。其中，支撑板作为平板膜的重要核心部分，基本采用耐腐蚀但刚性较差的塑料薄板。为有效防止使用中受插入水压力及下方曝气冲刷力作用变形，塑料支撑板厚度通常至少在5.5~6mm，降低支撑板厚度会造成平板膜刚性不够，不足以使其竖立支撑保持平面。由此，形成的平板膜过滤单元厚度通常在6mm以上，影响了平板膜在单位面积上的装填量。
2、平板膜元件组装时，通过框型支架上宽度两边相间U型插槽，将两面附有平板膜片的平板膜过滤单元由顶部向下插入各U型槽中，即膜片支撑板相间固定，靠两侧边插入U型槽定位。为能固平板膜，可以承受高强度曝气，元件间隔板厚度要高，由此形成的元件间距在7mm以上，限制了平板膜的装填密度。
中国文献CN 102512963 B 公开了一种平板膜元件支撑板及平板膜元件和平板膜组件，膜元件支撑板正反两面各有散布高出支撑板面凸台，相邻膜元件组合依靠支撑板面凸台为间隔支撑。支撑板厚度减小至3.5mm左右，使支撑板重量及成本降低30%左右。但整体设计属于板框式平板膜元件，填充密度低，成本高的缺点仍存在。
中国文献 CN 203803384 U公开了一种滤袋式超薄平板膜及组件，两侧膜片与导流件构成无骨架的膜滤袋。平板膜四角连穿有连接杆，膜元件之间配有定位块。膜元件通过各定位块和连接杆定位，相间排列，元件内无支撑板，生产成本低。但该平板膜元件的固定需要在膜面主体上开设定位孔，运行过程中存在破损的风险，并且各膜元件均连有一出水口，连接次数高，容易漏水。
因而发明一种填充密度高且运行稳定且成本较低的平板膜元件成为迫切的需要。
技术实现要素：
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种填充密度大幅度提高且运行稳定可靠的高密度平板膜元件。
为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：
一种高密度平板膜元件，其特征在于：包括平板膜过滤单元、集水管件，至少一个平板膜过滤单元集成封装于集水管件中，平板膜过滤单元产水通过集水管件的产水口产出。可选择3～25个平板膜过滤单元封装，优选8～12个。这样靠集水管件来固定的结构可提高封装密度，且多个平板膜过滤单元共用一个产水口，可以减少管路的连接次数，设备趋于简单化，方便系统的安装检修。
作为优选，所述平板膜过滤单元包括两层平板膜片及夹在两层平板膜片之间的导流布，透过平板膜片的产水通过导流布导出到集水管件。这样的平板膜过滤单元结构，无需支撑板，可以大大减小其厚度，增加填充密度。
作为优选，所述的平板膜过滤单元的厚度为0.5~2mm。常规的板框式平板膜由平板膜片、导流布及支撑板组成，塑料支撑板厚度通常在5.5~6mm，由此形成的平板膜过滤单元厚度在6mm以上。本发明中的平板膜过滤单元厚度为0.5~2mm，厚度大幅度减少，可使填充密度提高。
作为优选，所述的平板膜过滤单元之间设置流道隔板，流道隔板上有多个与集水管件平行的沟槽。设置流道隔板，除导流作用外，最主要的目的是防止膜元件运行过程中平板膜片之间贴合，使元件底部曝气形成的气液混合物可以对平板膜片进行擦洗，防止活性污泥沉积。
作为优选，所述的流道隔板封装于集水管件中，其形状为波浪形、折线形或S形，其厚度为1~5mm。常规平板膜元件均为侧边定位，平板膜过滤单元间距在7mm以上，而本方案平板膜过滤单元之间间距只需流道隔板的厚度，即0.5~5mm，可提高填充密度。
作为优选，所述集水管件有左、右两根，平板膜过滤单元左右两侧分别集成在两根集水管件内。平板膜片及导流布两侧通过胶封固定在集水管件的凹槽内，封装距离为与集水管件垂直方向2~8cm。产水口侧膜片虽然封装在集水管件内，但仍为开口设计，保证产水的畅通。这样的结构比较稳定可靠。集水管件材质可选择工程塑料或金属。
作为优选，还包括支撑杆，支撑杆连接左、右集水管件。左右集水管件通过支撑杆连接，由此形成骨架式平板膜元件，结构稳定，方便搬运安装。支撑杆为三角形、圆形或者方形，材质可选工程塑料或者金属。
本发明的一种高密度平板膜元件，采用无支撑板式结构，填充密度大幅度提高，是常规板框式平板膜的3~5倍，平均单位占地面积缩减至常规板框式平板膜的1/4，而且加工成本减少了30%以上，另外，集成式结构使多片平板膜片共用出水口，减少了设备管路连接次数，降低设备运行过程中漏水概率，方便膜元件的安装检修，具有填充密度高、运行稳定、经济的优点。
附图说明
图1为本发明实施例平板膜过滤单元的结构示意图。
图2为本发明实施实例流道隔板的结构示意图。
图3为本发明实施实例平板膜元件的主视图。
图4为图3的A-A的剖视图。
图5为本发明实施实例平板膜元件安装俯视图。
图6为本发明实施实例平板膜元件安装立体图。
具体实施方式
下面结合图 1-6与具体实施方式对本发明做进一步的说明。
一种高密度平板膜元件，如附图3、4所示，包括平板膜过滤单元4、集水管件5，集水管件5有竖立的左、右两根，其横截面为U形，U形凹槽深度8cm，宽度4cm，左边的集水管件5上端开有产水口6，右边封闭，平板膜过滤单元4左右两侧分别集成在两根集水管件5内，平板膜过滤单元4产水通过左边集水管件5的产水口6产出，产水口6通过软管可以和产水管连接。左、右集水管件5顶端连接支撑杆7。
如附图1所示，平板膜过滤单元4包括两层平板膜片1及夹在两层平板膜片1之间的导流布2，透过平板膜片1的产水通过导流布2导出到集水管件5。平板膜过滤单元4的厚度为1mm。平板膜片1高1.0m，宽0.5m，由此形成的单个平板膜过滤单元4过滤面积为1m2。
如附图2所示，平板膜过滤单元4之间设置流道隔板3，流道隔板3封装于集水管件5中，流道隔板3上有多个与集水管件5平行的沟槽，其形状为S形，厚度为2mm，沟槽竖直延伸距离为5cm。
按照上述平板膜过滤单元4厚度、流道隔板3厚度及集水管件5宽度，一个膜元件中集成平板膜片1数量为24片，也就是12个平板膜过滤单元4，形成的膜元件过滤面积为12m2。运行时，抽吸泵从出水侧提供负压，产水经产水口6汇集至产水管，通过底部曝气对平板膜片1的擦洗作用使膜片清洁。
如附图5和附图6所示，为平板膜元件在膜架上的安装结构图。膜架9的规格尺寸为550*1350*1500mm，平板膜元件安装数量为26支，膜架主体材质为不锈钢，焊接在罐体内。平板膜元件采用承插式结构，自上而下固定安装在膜架9中，平板膜元件利用U型槽8左右相间固定，U型槽8插片厚度为1cm。膜架9底部与平板膜元件垂直方向上水平焊接有4根不锈钢横梁，作为平板膜元件的底部承重体，平板膜元件上方垂直方向另设有横向压条10，压条10两侧用螺栓固定在膜架9上。根据此膜架9设计的新型平板膜组件的占地空间为为3.60*10-3m3/m2，而常规板框式平板膜占地空间为其4倍，中空纤维膜占地面积为其2倍，由此对比看出本专利平板膜填充密度的优越性。
综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。