CN106669427A - 一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件 - Google Patents

一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，包括膜管和膜壳，所述膜管均匀布置在膜壳内，且膜管与膜壳为均质一体式成型件，所述膜壳的一端为进水口，另一端为出水口，膜壳壳体侧设置有产水口，所述产水口与膜壳内腔贯通。膜壳与膜管为一体同质，不脱落，结构更坚固。微滤膜元件由聚丙烯均质成膜，赋予高强度、耐酸碱的优点，出色的抗压性能，膜件更持久耐用；材料化学稳定性好，自如面对高酸碱、高盐分、高固体颗粒的严苛环境。本发明的微滤膜元件具有显著的耐磨、耐晶体的特性，其使用寿命是普通微滤膜的2倍，为7～10年。

Description

一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件
技术领域
本发明涉及一种耐晶体磨损、防脱落的微滤膜元件。
背景技术
微滤技术在水处理中的常见应用形式是制成管式膜元件，其内部由一定数量的管式膜芯按照特定的规律组合而成。它一般具有一个圆柱形的压力容器作为壳体，端头与压力容器固定连接。
现有技术中的错流式微滤膜元件由不同材质的膜管和膜壳组成。微滤膜元件有少量的大孔径膜管，在使用时，原水从元件端面进水口进入膜管中，在压力的作用下一部分经过微滤膜的作用形成浓度较低的水，进入净水腔之后从侧面产水口流出，这部分水可称作产水或者淡水；另一部分从元件另一端面出水口流出，可称作废水或浓水。现有微滤膜元件的缺陷包括，其一：该类微滤膜元件的膜管、膜壳为分体式组装，且制作材质不一，不同材质能够承受的压力不同，而在原水往往是高压通过，容易导致膜管破损，或与膜壳中脱落。其二：该类微滤膜元件是由聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）等材料制备而成，耐磨性能差，在使用过程中很容易被原水介质浓缩过程高盐形成的晶体划伤，导致微滤膜时效。其三：该类膜元件通常只适用于pH范围为2～12，耐酸碱能力有限，不适用于更加严苛的原水处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种新型的错流微滤膜元件，从结构和元件选材上进行改进，提高膜管的耐磨、耐腐蚀特性，能够耐受更高固体物含量的进水，尤其是在处理含硫废水等容易形成结晶盐的原水过程中，能够耐晶体划伤，保证处理效果，延长使用寿命。
并且，膜管与膜壳为一体式结构，消除脱壳现象。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，包括膜管和膜壳，所述膜管均匀布置在膜壳内，且膜管与膜壳为均质一体式成型件，所述膜壳的一端为进水口，另一端为出水口，膜壳壳体侧设置有产水口，所述产水口与膜壳内腔贯通。
具体地，所述膜壳内腔成型有两集水腔，分别位于膜壳两端，所述集水腔为橄榄形，具有弧形引流面，所述产水口与集水腔对应连通。
上述微滤膜元件的制备方法：微滤膜元件膜管采用喷熔法制备，通过高温熔融聚丙烯与降温材料，均质成膜膜孔直径为0.2µm；膜壳采用模压工艺制作而成，主要步骤：1、制作模具；2、加热聚丙烯原材料；3、在模具上定位聚丙烯原材料，利用压力成型机压制；4、在保压、定型后开模、取出成品，膜壳与膜管采用相同材质聚丙烯，一体成型，一体同质。
优选地，该微滤膜由聚丙烯均质成膜，赋予高强度、耐酸碱的优点。
优选地，所述膜管直径为5.5mm、膜孔直径为0.2µm。
本发明微滤膜的pH适用范围为1-14。
本发明微滤膜的操作压力范围为1-10bar。
本发明微滤膜的清洗和运行温度范围为5-65℃。
本发明微滤膜的进水固体含量最高可达180,000mg/L。
本发明微滤膜的有效膜面积为：4寸的为1m2，8寸的为8m2， 10寸的为16 m2。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）一体式膜结构能避免因长期摩擦而减弱过滤效果，使膜具有极长的使用寿命，设计寿命5～7年。
（2）膜壳与膜管采用相同材质，避免了因温度变化导致膜管脱落的现象，结构更坚固。
（3）微滤膜元件由聚丙烯均质成膜，赋予高强度、耐酸碱的优点，出色的抗压性能，膜件更持久耐用；材料化学稳定性好，自如面对高酸碱、高盐分、高固体颗粒的严苛环境。
（4）通量高，堆积密度大，处理能力更强。
（5）一体化膜结构耐磨，适应更高固体颗粒介质。
（6）膜面流速高，膜清洗更简单有效。
附图说明
图1为本发明实施例微滤膜的结构示意图；
图2为本发明实施例微滤膜的剖视图；
图3为本发明实施例微滤膜的端面示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1-3所示，本实施例中的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，包括膜管5和膜壳6，膜管5均匀布置在膜壳6内，且膜管5与膜壳6为均质一体式成型件，膜壳6的一端为进水口1，另一端为出水口2，膜壳6壳体侧设置有产水口3、4，产水口3、4与膜壳6内腔贯通。再来膜壳6内腔成型有两集水腔，分别位于膜壳两端，集水腔为橄榄形，具有弧形引流面能够避免运行和清洗过程中形成的水流死角，和对膜管的冲击，产水口3、4分别与集水腔对应连通。
该微滤膜由聚丙烯均质成膜。
本实施例中，膜管直径为5.5mm、膜孔直径为0.2µm。
微滤膜的pH适用范围为1-14，耐操作压力范围为1-10bar，温度适应范围广，清洗和运行温度范围为5-65℃。强度高，耐磨，可适用于的进水固体含量最高可达180,000mg/L。
该微滤膜元件的制备方法：微滤膜元件膜管采用喷熔法制备，通过高温熔融聚丙烯与降温材料，均质成膜膜孔直径为0.2µm；膜壳采用模压工艺制作而成，主要步骤：1、制作模具；2、加热聚丙烯原材料；3、在模具上定位聚丙烯原材料，利用压力成型机压制；4、在保压、定型后开模、取出成品，膜壳与膜管采用相同材质聚丙烯，一体成型，一体同质。
针对于FGD废水，其所含晶体状盐类成分高，普通微滤膜元件的膜管容易被晶体划伤而失去其设计能力，本发明的微滤膜元件具有显著的耐磨、耐晶体的特性，其使用寿命是普通微滤膜的2倍，为7～10年。
针对于FGD废水，该废水具有温度变化大，普通微滤膜由于膜管材质和膜壳材质不一，膜管容易脱落，而本申请的微滤膜元件的膜管膜壳为一体同质，均为聚丙烯，有效地避免了因温度变化导致膜脱离地弊端。
针对于电镀槽液废水，该废水含有高浓度固体物质，普通微滤膜进水固体物含量上限为5%，而本申请的微滤膜的上限是普通微滤膜的3.6倍，为18%。不易堵塞，且更耐磨，使用寿命更长。
针对浓盐水和反渗透膜浓水，普通微滤膜的操作压力上限为5bar，本申请的微滤膜元件的能够承受的最高压力为普通微滤膜的2倍，为10bar。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：包括膜管和膜壳，所述膜管均匀布置在膜壳内，且膜管与膜壳为均质一体式成型件，所述膜壳的一端为进水口，另一端为出水口，膜壳壳体侧设置有产水口，所述产水口与膜壳内腔贯通。
2.根据权利要求1所述的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：所述膜壳内腔成型有两集水腔，分别位于膜壳两端，所述集水腔为橄榄形，具有弧形引流面，所述产水口与集水腔对应连通。
3.根据权利要求1所述的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：该微滤膜由聚丙烯均质成膜。
4.根据权利要求1所述的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：所述膜管直径为5.5mm、膜孔直径为0.2µm。
5.根据权利要求1所述的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：该微滤膜的pH适用范围为1-14。
6.根据权利要求1所述的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：该微滤膜的操作压力范围为1-10bar。
7.根据权利要求1所述的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：该微滤膜的清洗和运行温度范围为5-65℃。
8.根据权利要求1所述的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：该微滤膜承受的进水固体含量最高可达180,000mg/L。
9.根据权利要求1所述的一体式耐磨、耐晶体、耐腐蚀错流微滤膜元件，其特征在于：该微滤膜的有效膜面积为：4寸的为1m2，8寸的为8m2， 10寸的为16 m2。
10.一种制备权利要求1至9中任一权利要求所述的微滤膜元件的方法，其特征在于：微滤膜元件膜管采用喷熔法制备，通过高温熔融聚丙烯与降温材料，均质成膜膜孔直径为0.2µm；膜壳采用模压工艺制作而成，主要步骤：1、制作模具；2、加热聚丙烯原材料；3、在模具上定位聚丙烯原材料，利用压力成型机压制；4、在保压、定型后开模、取出成品，膜壳与膜管采用相同材质聚丙烯，一体成型，一体同质。
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