CN107890780A - 一种超滤、反渗透一体膜元件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超滤、反渗透一体膜元件及其制备方法，该一体膜元件包括：超滤中空纤维膜、反渗透膜、中心管和连接外壳或连接管道。所述超滤中空纤维膜是外压式中空纤维膜；所述反渗透膜片是超低压反渗透膜，其最高运行压力不超过0.4MPa；所述中心管一端密封，另一端作为纯水的出水口。超滤中空纤维膜组件与反渗透膜元件之间采用按压密封方式或旋拧密封方式连接到同一个外壳上，可自由拆卸清洗更换。根据本发明实施例的超滤、反渗透一体膜元件，整个结构更加精简、紧凑，可省略掉现有净水设备的多级预处理装置，因此能够起到节约材料和环保的作用。超滤中空纤维膜组件方便拆卸更换，还可以通过间隙性自清洗循环数倍的延长膜元件的使用寿命。

Description

一种超滤、反渗透一体膜元件及其制备方法

技术领域

本发明涉及水处理设备制造技术领域，特别涉及一种超滤、反渗透一体膜元件及其制备方法。

背景技术

膜分离技术是一门新兴的多种学科交叉的高新技术，被公认为是21 世纪最重要的新技术之一。分离膜按其孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、正渗透膜和反渗透膜等，其中超滤是介于微滤和纳滤之间的水处理技术，超滤膜孔径范围为0.001—0.02 μm，截留分子量一般为500—1000000 Da，截留物通常为大分子粒子和胶体粒子，操作压力一般为0.2—0.4 MPa。中空纤维超滤膜由于其耐压性能好、填充密度大、比表面积高等优点被广泛应用于水处理工艺过程中。

反渗透膜孔径范围为0.1—1 nm，分离对象是溶解于水中的离子和分子量几百以上的有机物。随着居民对用水安全认识的提高以及国家环保政策的下发，反渗透膜在生活和工业生产的应用领域越来越广，包括饮用水、锅炉补给水、医药、食品、苦咸水脱盐以及工业废水处理等多个领域，特别是螺旋卷式反渗透膜元件，由于其紧凑的设计、低廉的价格使其占据了大部分市场份额。

但是反渗透膜对原水的水质有较高的要求，水质太差会造成反渗透膜的污染，影响反渗透膜的分离效率，降低反渗透膜的使用寿命，因此在使用反渗透膜时要配备一些前置预处理装置，如活性炭，PP棉等，这些材料易于长菌造成二次污染且为一次性用品，需要定期更换，造成材料的浪费和环境的污染。

实际水处理过程中会将超滤作为反渗透的前置过滤，但这样设计会造成设备占用空间太大、操作调试太过繁琐等不便，增加操作和人力成本。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的主要目的是提供一种超滤、反渗透一体膜元件及其制备方法，旨在解决现有技术的不足，即水处理过程中一次性前置预处理材料的损耗量大、设备占用空间太大、操作调试太繁琐和整体膜元件的使用寿命短。

为实现上述目的，本发明提出一种超滤、反渗透一体膜元件，包括：

1.外压式超滤中空纤维膜，将所述外压式超滤中空纤维膜、外壳、环氧树脂和清洗装置等浇铸为中空纤维膜组件。其中，外压式超滤中空纤维膜有两种浇铸方式，一种是将对折为U型的单纤维中空纤维膜浇铸成组件，其中开口的一端用环氧树脂浇铸、切端，另一端U型可自由摆动；另一种是用环氧树脂将膜丝两端和组件外壳浇铸，一端密封，另一端切端后作为出水口。组件外壳设有一个进水口，一个出水口，且出水口处有阀门可调节出水量。依据实际用途和设备大小可以选择鼓气装置和超声振动发射源作为其清洗装置。

2.反渗透膜，所述反渗透膜为超低压反渗透膜，最高运行压力不超过0.4MPa。将所述超低压反渗透膜、中心管、进水导流网、出水导流网等卷绕成反渗透膜元件。其中，中心管的侧壁上设有过水口，且中心管一端密封，另一端开口作为纯水的出水口。该卷式反渗透膜元件采用反渗透膜侧面进水的方式，中心管密封的一侧为膜元件的进水口，另一侧为浓缩水的出水口，出水口处设有阀门可调节出水量，进水方向与浓缩水出水方向一致。

3.连接外壳或连接管道，用以连接超滤中空纤维膜组件和超低压反渗透膜元件。该连接外壳或连接管道采用按压密封方式或旋拧密封方式连接超滤中空纤维膜组件和超低压反渗透膜元件。

与现有技术相比，本发明所述一种超滤、反渗透一体膜元件及其制备方法具有以下特点：

1.采用超滤中空纤维膜和反渗透膜复合的一体膜元件，使得整个结构更加精简、紧凑，节省占用空间和操作调试成本；

2.采用超滤中空纤维膜和反渗透膜复合的一体膜元件，可以省略掉现有净水设备的多级前置预处理装置，而这些材料往往都是一次性的，因此能够起到节约材料和环保的作用；

3.超滤中空纤维膜组件内装有可以自清洗的鼓气装置或超声源，通过鼓气或者超声的方式清洗膜丝表面，可以数倍的延长膜元件的使用寿命；

4.该一体膜元件超滤和反渗透可以自由拆卸清洗更换，用更廉价的超滤保证反渗透的使用寿命。

附图说明

图1，2为本发明实施例的结构示意图。

图中，1是组件进水口，2是外压式超滤中空纤维膜，3是组件出水口，4是连接通道，5是超低压反渗透膜元件进水口，6是导水管，7是反渗透浓缩水出水口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本发明所保护的范围包括但不限于以下描述的实施例。

使用流程：如图1，2所示，使用隔膜泵将原水从所述外压式中空纤维膜组件进水口1进水，调节适当的压力，原水经过外压式超滤中空纤维膜2过滤后，浓缩水通过出水口3排出，过滤水沿中空纤维膜内壁流向连接通道4。经过中空纤维膜组件过滤后的水经连接通道进入超低压反渗透膜元件进水口5，经反渗透膜片过滤，沿产水网流向导水管6，经导水管过水口流出。经过以上过滤过程就可以在反渗透膜元件出水口得到纯水。1为原水进水口，6为出水导水管，7为反渗透浓缩水出水口。

中空纤维膜组件在使用一段时间以后可以进行清洗，在用水低频时段设置清洗程序，先停止进水，随后启动底部的超声振动发射源8进行清洗，超声清洗时间为1-5 min，清洗结束后经出水口排掉污水，清洗过程结束，恢复正常制水，清洗频率为5-12月一次。

实施例1

首先，将对折为U型的单纤维中空纤维膜、外壳、环氧树脂和超声源清洗装置等浇铸成组件，其中外压式中空纤维膜开口的一端用环氧树脂浇铸、切端，另一端U型可自由摆动，组件外壳设有一个进水口，一个出水口（如图1）；

然后，将所述聚砜—聚酰胺超低压反渗透膜、中心管、进水导流网、出水导流网等卷绕成反渗透膜元件。该卷式反渗透膜元件采用反渗透膜侧面进水的方式，中心管密封的一侧为膜元件的进水口，另一侧为浓缩水的出水口，进水方向与浓缩水出水方向一致；

最后，用连接外壳或通道将超滤中空纤维膜组件和超低压反渗透膜元件装配为一体。该连接外壳或连接管道采用按压密封方式或旋拧密封方式连接超滤中空纤维膜组件和超低压反渗透膜元件。

实施例2

首先，将单纤维中空纤维膜、外壳、环氧树脂和超声源清洗装置等浇铸成组件，其中外压式中空纤维膜两端用环氧树脂浇铸，一端密封，另一端切端后作为出水口，组件外壳设有一个进水口，一个出水口（如图2）；

然后，将所述聚醚砜—聚芳香酰胺超低压反渗透膜、中心管、进水导流网、出水导流网等卷绕成反渗透膜元件。该卷式反渗透膜元件采用反渗透膜侧面进水的方式，中心管密封的一侧为膜元件的进水口，另一侧为浓缩水的出水口，进水方向与浓缩水出水方向一致；

最后，用连接外壳或通道将超滤中空纤维膜组件和超低压反渗透膜元件装配为一体。该连接外壳或连接管道采用按压密封方式或旋拧密封方式连接超滤中空纤维膜组件和超低压反渗透膜元件。

以上是本发明的实施方式。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离基本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种超滤、反渗透一体膜元件及其制备方法，其特征在于，包括：外压式超滤中空纤维膜，将所述外压式超滤中空纤维膜、外壳、环氧树脂和清洗装置等浇铸为中空纤维膜组件；超低压反渗透膜，将所述超低压反渗透膜、中心管、进水导流网、出水导流网等卷制成反渗透膜元件；连接外壳或连接管道，用于连接所述超滤中空纤维膜组件和超低压反渗透膜元件。

2.根据权利要求1所述的超滤中空纤维膜，有两种浇铸组件方式：一种方式是将对折为U型的单纤维中空纤维膜浇铸成组件，其中开口的一端用环氧树脂浇铸、切端，另一端U型可自由摆动；另一种方式是中空纤维膜不折为U型，两端都进行浇铸，其中一端密封，另一端切端作为出水口。

3.根据权利要求1所述的超滤中空纤维膜组件，其外壳设有一个进水口，一个出水口，且出水口处有阀门可调节出水量。

4.根据权利要求1所述的超滤中空纤维膜组件，用环氧树脂将中空纤维膜丝和外壳浇铸，将多余的部分切掉，露出中空纤维膜出水端。

5.根据权利要求1所述的超滤中空纤维膜组件，其清洗装置依据实际用途和设备大小可以是鼓气装置和超声振动发射源。

6.根据权利要求1所述的超低压反渗透膜元件，其中心管的侧壁上设有过水口，且中心管一端密封，另一端开口作为中心管纯水的出水口。

7.根据权利要求1所述的超低压反渗透膜元件，其超低压反渗透膜最高运行压力不超过0.4MPa。

8.根据权利要求1所述的超低压反渗透膜元件，采用反渗透膜侧面进水的方式，中心管密封的一侧为膜元件的进水口，另一侧为浓缩水的出水口，出水口处设有阀门可调节出水量，膜元件进水方向与浓缩水出水方向一致。

9.根据权利要求1所述的连接外壳或连接管道，采用按压密封方式或旋拧密封方式连接超滤中空纤维膜组件和超低压反渗透膜元件。