CN108176234A - 一种复合式膜组件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合式膜组件及其制备方法，包括膜壳，所述膜壳一端设有第一帽状端盖，所述第一帽状端盖与膜壳之间设有第一隔板，所述第一隔板与第一帽状端盖形成第一隔室，所述膜壳另一端设有第二帽状端盖，所述第二帽状端盖与膜壳之间设有第二隔板，所述第二隔板与第二帽状端盖形成第二隔室，所述膜壳内腔中心轴处设有中心管，所述中心管一端依次贯穿第一隔板和第一帽状端盖，所述中心管另一端依次贯穿第二隔板和第二帽状端盖。本发明可通过一支膜组件得到净水，其水通量稳定在20L/m2·h，MgSO4平均截留率在99%以上，不仅节约了膜组件的成本，更减小了膜组件的占地面积。
Description
技术领域
本发明涉及复合式膜组件技术领域，尤其涉及一种超滤和纳滤复合的膜组件。
背景技术
近年来，随着工业化进程的逐步加快，人们赖以生存的环境也遭到了巨大的破坏，水污染、大气污染、全球变暖和土质恶化的问题也随之而来。随着人们生活水平的不断提高，对水处理的要求也越来越高。到目前为止，我国有95%以上的自来水的处理工艺仍然采用20世纪初形成的“混凝—沉淀—过滤—消毒”工艺，该工艺能够解决浊度、细菌等常见的水质问题，但对水中溶解的有机物、嗅味、氨氮等去除能力有限，在水质不断恶化的今天，传统工艺还存在一些问题亟待解决。为了达到人们对水处理的要求，科研学者研究出许多方案进行水处理，其中，膜技术作为一种新型的、高效的水处理方法脱颖而出，在电力、钢铁、化工等工业废水处理领域得到了较多的应用。
所谓膜技术进行水处理通常采用的是膜组件对水进行过滤，分离出进水水中含有的杂质和污水，从而得到符合要求的净水。传统的膜组件是整体式膜组件，一般是一段进水，另一端产水，一种膜组件通常只存在一种过滤方式，根据功能来分，膜组件可分为微滤（MF），超滤（UF），纳滤（NF）和反渗透（RO）。在实际使用过程中，市场上广泛应用的超滤机并不具有纳滤功能，无法对超滤液进行再次纳滤，如果想要达到人们对水处理的要求，通常需要几种不同功能的膜组件串联，导致了膜组件的成本增加，占地面积也相应增大，从而限制了膜技术在实际使用中的应用。因此，研究开发出具有复合过滤方式的中空纤维膜组件是今后中空纤维膜组件技术研究开发的主要方向，并且市场迫切，潜力巨大。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种复合式膜组件及其制备方法，可通过一支膜组件得到净水，其水通量稳定在 20 L/m2·h，MgSO4平均截留率在99%以上，不仅节约了膜组件的成本，更减小了膜组件的占地面积。
本发明提出的一种复合式膜组件及其制备方法，包括膜壳，所述膜壳一端设有第一帽状端盖，所述第一帽状端盖与膜壳之间设有第一隔板，所述第一隔板与第一帽状端盖形成第一隔室，所述膜壳另一端设有第二帽状端盖，所述第二帽状端盖与膜壳之间设有第二隔板，所述第二隔板与第二帽状端盖形成第二隔室，所述第二帽状端盖上设有浓水出口，所述浓水出口与第二隔室连通，所述膜壳内腔中心轴处设有中心管，所述中心管一端依次贯穿第一隔板和第一帽状端盖，所述中心管另一端依次贯穿第二隔板和第二帽状端盖，所述中心管两侧设有档条，所述膜壳位于档条上端的空腔为超滤区，所述超滤区内设有超滤膜芯体，所述膜壳位于档条下端的空腔为纳滤区，所述纳滤区内设有纳滤膜芯体。
优选地，所述第一帽状端盖上设有原水入口，所述原水入口与中心管一端连通，所述第二帽状端盖上设有净水出口，所述净水出口与中心管的另一端连通。
优选地，所述中心管中间设有挡板，所述挡板靠近第一帽状端盖的一侧且与超滤区接触的中心管侧壁上设有布水孔，所述挡板靠近第二帽状端盖的一侧且与纳滤区接触的中心管侧壁上也设有布水孔。
优选地，所述第一隔板上端和下端均设有通孔，所述第二隔板下端设有通孔，所述第二隔板上端不透水。
优选地，所述超滤膜芯体一端与第一隔板上端的通孔连通，且通孔的数量与超滤膜芯体的数量相配，所述超滤膜芯体另一端与第二隔板上端固定连接。
优选地，所述纳滤膜芯体一端与第一隔板下端的通孔连通，所述纳滤膜芯体另一端与第二隔板下端的通孔连通，所述通孔的数量与纳滤膜芯体的数量相配。
优选地，所述第一帽状端盖与第二帽状端盖均通过紧固件固定在膜壳上。
优选地，所述第一隔板与第二隔板的材料均为环氧树脂。
优选地，所述膜壳为玻璃钢、工程塑料和金属材料中的一种。
本发明提出的复合式膜组件的制备方法为所述膜壳材料为玻璃钢，所述第一帽状端盖与第二帽状端盖的材料为ABS，所述超滤膜孔径为0.06μm、超滤膜内/外径为0.78/1.27cm、超滤膜有效面积17.9m2、超滤膜丝数为250根，所述纳滤膜孔径为0.0005μm、超滤膜内/外径为0.7/1.27cm、超滤膜有效面积9.9m2、超滤膜丝数为250根。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在进行水质净化时，可通过一支膜组件得到净水，其水通量稳定在 20 L/m2·h，MgSO4平均截留率在99%以上，不仅节约了膜组件的成本，更减小了膜组件的占地面积。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的一种复合式膜组件及其制备方法的结构示意图；
图2为本发明提出的一种复合式膜组件及其制备方法的第一隔板剖视图A-A；
图3为本发明提出的一种复合式膜组件及其制备方法的第二隔板剖视图B-B；
图中：1-膜壳、2-第一帽状端盖、3-第二帽状端盖、4-紧固件、5-第一隔室、6-中心管、7-布水孔、8-超滤区、9-纳滤区、10-第一隔板、11-第二隔板、12-浓水出口、13-原水入口、14-净水出口、15-第二隔室、16-挡板、17-挡条、18-超滤膜芯体、19-纳滤模芯体、20-通孔。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参考图1，一种复合式膜组件，包括膜壳1，所述膜壳1一端设有第一帽状端盖2，所述第一帽状端盖2与膜壳1之间设有第一隔板10，所述第一隔板10与第一帽状端盖2形成第一隔室5，所述膜壳1另一端设有第二帽状端盖3，所述第二帽状端盖3与膜壳1之间设有第二隔板11，所述第二隔板11与第二帽状端盖3形成第二隔室15，所述第二帽状端盖3上设有浓水出口12，所述浓水出口12与第二隔室15连通，所述膜壳1内腔中心轴处设有中心管6，所述中心管6一端依次贯穿第一隔板10和第一帽状端盖2，所述中心管另一端依次贯穿第二隔板11和第二帽状端盖3，所述中心管6两侧设有档条17，所述膜壳1位于档条17上端的空腔为超滤区8，所述超滤区8内设有超滤膜芯体18，所述膜壳1位于档条17下端的空腔为纳滤区9，所述纳滤区9内设有纳滤膜芯体19；所述第一帽状端盖2上设有原水入口13，所述原水入口13与中心管6一端连通，所述第二帽状端盖3上设有净水出口14，所述净水出口14与中心管6的另一端连通；所述中心管6中间设有挡板16，所述挡板16靠近第一帽状端盖2的一侧且与超滤区8接触的中心管6侧壁上设有布水孔7，所述挡板16靠近第二帽状端盖3的一侧且与纳滤区9接触的中心管6侧壁上也设有布水孔7；所述第一隔板10上端和下端均设有通孔20，所述第二隔板11下端设有通孔20，所述第二隔11板上端不透水；所述超滤膜芯体18一端与第一隔板10上端的通孔20连通，且20通孔的数量与超滤膜芯体18的数量相配，所述超滤膜芯体18另一端与第二隔板11上端固定连接；所述纳滤膜芯体19一端与第一隔板10下端的20通孔连通，所述纳滤膜芯体19另一端与第二隔板11下端的通孔20连通，所述通孔20的数量与纳滤膜芯体19的数量相配；所述第一帽状端盖2与第二帽状端盖3均通过紧固件4固定在膜壳1上；所述第一隔板10与第二隔板11的材料均为环氧树脂；膜壳1为玻璃钢、工程塑料和金属材料中的一种。
对于本申请的复合式组件，膜壳材料为玻璃钢，第一帽状端盖与第二帽状端盖的材料为ABS，超滤膜孔径为0.06μm、超滤膜内/外径为0.78/1.27cm、超滤膜有效面积17.9m2、超滤膜丝数为250根，纳滤膜孔径为0.0005μm、超滤膜内/外径为0.7/1.27cm、超滤膜有效面积9.9m2、超滤膜丝数为250根，制得的复合式组件的水通量为20.8L/m2·h，MgSO4平均截留率为99.5%，不仅节约了膜组件的成本，更减小了膜组件的占地面积。
工作流程：原水从第一帽状端盖2上的原水入口13进入中心管6，经中心管6与超滤区8接面处的布水孔7注入超滤区8中，经超滤膜芯体18的侧壁过滤后进入超滤膜芯体18内腔中，然后从第一隔板10上端的通孔20进入第一隔室5内，进入第一隔室5内的超滤后的水再经过第一隔板10下端的通孔20进入纳滤膜芯体19的内腔中，经纳滤膜芯体19过滤后的水从纳滤区9一端的布水孔7进入中心管6中，然后从与中心管6连通的净水出口14流出，残留在纳滤膜芯体19中的浓水经第二隔板11下端的通孔20进入第二隔室15，然后从第二隔室15上的浓水出口12排出。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合式膜组件，其特征在于，包括膜壳，所述膜壳一端设有第一帽状端盖，所述第一帽状端盖与膜壳之间设有第一隔板，所述第一隔板与第一帽状端盖形成第一隔室，所述膜壳另一端设有第二帽状端盖，所述第二帽状端盖与膜壳之间设有第二隔板，所述第二隔板与第二帽状端盖形成第二隔室，所述第二帽状端盖上设有浓水出口，所述浓水出口与第二隔室连通，所述膜壳内腔中心轴处设有中心管，所述中心管一端依次贯穿第一隔板和第一帽状端盖，所述中心管另一端依次贯穿第二隔板和第二帽状端盖，所述中心管两侧设有档条，所述膜壳位于档条上端的空腔为超滤区，所述超滤区内设有超滤膜芯体，所述膜壳位于档条下端的空腔为纳滤区，所述纳滤区内设有纳滤膜芯体。
2.根据权利要求1所述的一种复合式膜组件，其特征在于，所述第一帽状端盖上设有原水入口，所述原水入口与中心管一端连通，所述第二帽状端盖上设有净水出口，所述净水出口与中心管的另一端连通。
3.根据权利要求1所述的一种复合式膜组件，其特征在于，所述中心管中间设有挡板，所述挡板靠近第一帽状端盖的一侧且与超滤区接触的中心管侧壁上设有布水孔，所述挡板靠近第二帽状端盖的一侧且与纳滤区接触的中心管侧壁上也设有布水孔。
4.根据权利要求1所述的一种复合式膜组件，其特征在于，所述第一隔板上端和下端均设有通孔，所述第二隔板下端设有通孔，所述第二隔板上端不透水。
5.根据权利要求4所述的一种复合式膜组件，其特征在于，所述超滤膜芯体一端与第一隔板上端的通孔连通，且通孔的数量与超滤膜芯体的数量相配，所述超滤膜芯体另一端与第二隔板上端固定连接。
6.根据权利要求4所述的一种复合式膜组件，其特征在于，所述纳滤膜芯体一端与第一隔板下端的通孔连通，所述纳滤膜芯体另一端与第二隔板下端的通孔连通，所述通孔的数量与纳滤膜芯体的数量相配。
7.根据权利要求1所述的一种复合式膜组件，其特征在于，所述第一帽状端盖与第二帽状端盖均通过紧固件固定在膜壳上。
8.根据权利要求1所述的一种复合式膜组件，其特征在于，所述第一隔板与第二隔板的材料均为环氧树脂。
9.根据权利要求1所述的一种复合式膜组件，其特征在于，所述膜壳为玻璃钢、工程塑料和金属材料中的一种。
10.根据权利要求1-9任一项所述的复合式膜组件的制备方法，其特征在于，所述膜壳材料为玻璃钢，所述第一帽状端盖与第二帽状端盖的材料为ABS，所述超滤膜孔径为0.06μm、超滤膜内/外径为0.78/1.27cm、超滤膜有效面积17.9m2、超滤膜丝数为250根，所述纳滤膜孔径为0.0005μm、超滤膜内/外径为0.7/1.27cm、超滤膜有效面积9.9m2、超滤膜丝数为250根。
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- 2017-12-28 CN CN201711464692.5A patent/CN108176234B/zh active Active
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