CN108421417A - 一种耐污染的卷式膜元件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐污染的卷式膜元件，包括中心产水管，以及缠绕在中心产水管上的至少一组分离膜片组；所述分离膜片组包括产水导流网、分离膜片、原水导流网；所述两张分离膜的内侧表面之间为由原水导流网组成的原水流道，两张分离膜的外侧表面为由产水导流网组成的产水流道；对所述产水导流网和原水导流网进行磁性纳米材料涂层，并对卷制后的所述膜元件进行外加磁场的磁化处理，使其具有磁性。本发明的卷式膜元件可改变CaCO3、SiO2、BaSO4、SrSO4、Ca3(PO4)2等常见污垢组成物质的分子晶型，防止原水中相关组分在膜表面沉积，增强膜元件耐污染性；同时，经磁化处理的膜元件可以改变原水中有机分子的极性，有利于膜表面浓缩有机物的冲洗，降低有机物污染。
Description
技术领域
本发明涉及净水装置，尤其涉及净水装置的一种过滤器，具体地说涉及一种过滤器的一种耐污染的卷式膜元件。
背景技术
伴随着国家工业化的高速发展，水污染成为目前国家亟待解决的大问题。人们对健康生活的追求与日益恶化的生活饮用水形成尖锐的矛盾。为解决工业废水处理和人民日常用水的问题，各种水处理技术应运而生，其中膜分离技术因为具有卓越的分离性能，以及安全，环境友好，易操作等优点而成为水处理的关键技术之一。
卷式膜元件是目前市场使用广泛的膜应用形式之一，具有填装密度大、安装操作简便、结构紧凑、单位体积内有效膜面积较大、制作工艺相对简单。目前，常用的卷式膜元件是用于流体分离领域中常见的分离膜，包括反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微滤膜等等，他们利用分离膜片本身具有的分离特性，去除流体中某种或多种物质，达到净化、浓缩、提纯等目的。
现有的卷式膜元件是平板膜卷制而成，包括分离膜片、原水导流网、产水导流网、中心产水管、粘合剂等。卷式膜元件给水流动与传统的过滤流方向不同，给水是从膜元件端部引入，给水沿着膜表面平行的方向流动，被分离的产品水是垂直于膜表面，透过膜进入中心产水管，如此，形成一个垂直、横向相互交叉的流向。传统的卷式膜元件的分离膜片是平板形状的，所以进水通道和产水通道分别由原水导流网和产水导流网提供，整个膜元件的容纳性能较差，原水在经过整个膜元件的过程中，污染物在膜元件内堆积，导致膜元件的堵塞，缩短膜的使用寿命，增加使用成本。
发明内容
为克服现有技术中存在的不足和问题，本发明提供一种耐污染的卷式膜元件，所述膜元件对分离膜片组中的产水导流网和原水导流网进行磁性纳米材料涂层，并对卷制后的所述膜元件进行外加磁场的磁化处理，提高膜元件的耐污染性，增加膜元件的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种耐污染的卷式膜元件，其特征在于：包括中心产水管，以及缠绕在所述中心产水管上的至少一组分离膜片组；所述分离膜片组包括产水导流网、分离膜片、原水导流网；对所述分离膜片组中的产水导流网和原水导流网进行磁性纳米材料涂层；并对卷制后的所述膜元件进行外加磁场的磁化处理。
所述两张分离膜片的内侧表面之间为由所述原水导流网组成的原水流道，所述两张分离膜片的外侧表面为由所述产水导流网组成的产水流道；所述中心产水管设有轴向的内孔，所述中心产水管的管壁上设有多个连通所述内孔的通水孔；所述中心产水管的内孔一端封闭，另一端设有出水口；
所述产水导流网连通所述中心产水管上的通水孔，所述产水导流网一侧紧贴中心产水管，所述产水流道靠近所述中心产水管一侧不涂所述粘展剂，其余三侧均用粘展剂合封闭，所述分离膜片组的外侧面缠绕有密封胶带，所述密封胶带的外侧设有密封圈。
作为本发明的进一步限定，所述产水导流网的磁性纳米材料涂层包括但不限于各种氧化铁类磁性纳米材料、铁类磁性纳米材料、钴类磁性纳米材料等。
作为本发明的进一步限定，所述原水导流网的磁性纳米材料涂层包括但不限于各种氧化铁类磁性纳米材料、铁类磁性纳米材料、钴类磁性纳米材料等。
作为本发明的进一步限定，所述分离膜片为反渗透膜或者纳滤膜或者超滤膜。
与现有技术相比，本发明有益效果是：
本发明所述的一种耐污染的卷式膜元件，产水导流网设置成与所述中心产水管接触，对分离膜片组中的产水导流网和原水导流网进行磁性纳米材料涂层，所述分离膜片组在缠绕中心产水管后再将卷制后用密封胶带密封，将卷制完成的膜元件放入磁场中进行磁化处理，使得所述膜元件带有一定的磁性。所述膜元件能够改变原水中CaCO3、CaSO4·2H2O、SiO2、BaSO4、SrSO4、Ca3(PO4)2、铁铝的氢氧化物等常见污垢组成物质的分子晶型，防止其在膜表面沉积，同时也可改变原水中各种有机分子的极性，利于膜元件表面有机物的冲洗，减少有机物对膜元件的污染，增强膜元件耐污染性，延长膜元件使用寿命。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明技术进行详细说明：
图1为本发明的结构说明；
图2为图1A部分放大图示；
图3为本发明的外观图示；
图4为本发明的实施例1的结构展开及纯水流向示意图；
图5为本发明的实施例1的结构展开及原水流向示意图；
图6为本发明的实施例1的磁化示意图；
其中：1.为分离膜片；2.为原水导流网；3.为产水导流网；4.为中心产水管；5.通水孔；6.粘展剂；7.密封胶带；8.Y型止水圈；9.净水出口；10.产水流道；11.永磁铁；12.膜元件。
具体实施方式
实施例1
为便于本领域技术人员理解，下面将结合附图和具体实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
量取1kg醇解度98％的聚乙烯醇(PVA)，加入到50kg的超纯水中，加热100℃搅拌溶解后，加入50g四氧化三铁磁性纳米颗粒，搅拌溶解，冷却到常温。首先将原水导流网、产水导流网在上述配制好的PVA水溶液中浸泡1h；然后将浸泡过的所述原水导流网和产水导流网放入恒温80℃的烘箱中烘干1h；最后将所述原水导流网和产水导流网浸入到戊二醛质量分数为3％、硫酸质量分数为0.5％的水溶液30s后加热至100℃，持续3分钟，得到磁性纳米材料涂层的产水导流网和原水导流网。
如图1至4所示，一种耐污染的卷式膜元件，包括中心产水管4，以及缠绕在中心产水管4上的至少一组分离膜片组；所述分离膜片组包括分离膜片1、原水导流网2、产水导流网3；所述分离膜片1由长度为1m、宽度为0.27m的自制膜片平分对折而成；对折后的两张分离膜片1的内侧表面之间为由原水导流网2组成的原水流道，两张分离膜片1的外侧表面为由产水导流网3组成的产水流道10；所述中心产水管4设有轴向内孔，中心产水管4的管壁上设有多个连通所述内孔的通水孔5；所述中心产水管4的内孔一端封闭，另一端设有出水口。
所述产水导流网3连通所述中心产水管4上的通水孔5，所述产水导流网3一侧紧贴中心产水管4，所述产水流道10靠近所述中心产水管4的一侧不涂所述粘展剂6，其余三侧均用粘展剂6粘合封闭。
如此，将两组分离膜片组缠绕到所述中心产水管4上，然后用密封胶带7密封，且密封胶带8的外侧设有Y型止水圈8，所述分离膜片1为反渗透膜或者纳滤膜或者超滤膜。
如图6所示，将卷制后的膜元件放在一块永磁铁11上进行磁化处理1min。所述膜元件中原水导流网2的厚度为0.5mm，长度为51cm，宽度为0.28m；产水导流网3的厚度为0.29mm，长度为51cm，宽度为0.28m；分离膜片1为自制膜片。
本实施例所述的膜元件带有一定磁性，可以改变原水中的CaCO3、CaSO4·2H2O、SiO2、BaSO4、SrSO4、Ca3(PO4)2、铁铝的氢氧化物等常见污垢组成物质的分子晶型，防止其在膜元件表面沉积，同时也可改变原水中各种有机分子的极性，利于膜元件表面有机物的冲洗，减少有机物对膜元件的污染，增强膜元件耐污染性，延长膜元件使用寿命。
对照例
对照例方法与实施例1相同，不同之处在于：原水导流网2和产水导流网3未经磁性纳米涂层处理。
技术效果实验：用南京市政自来水作为原水直接测试，测试压力为0.41MPa，20％的回收率，标准水通量为经温度系数校正到标准温度(25℃)时的水通量。本实施例的卷式膜元件的实验结果如下：
从上述结果中，可以明显看出，本发明的一种耐污染的卷式膜元件具有良好的耐污染性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种耐污染的卷式膜元件，其特征在于：包括中心产水管，以及缠绕在所述中心产水管上的至少一组分离膜片组；所述分离膜片组包括产水导流网、分离膜片、原水导流网；对所述分离膜片组中的产水导流网和原水导流网进行磁性纳米材料涂层；并对卷制后的所述膜元件进行外加磁场的磁化处理。
所述两张分离膜片的内侧表面之间为由所述原水导流网组成的原水流道，所述两张分离膜片的外侧表面为由所述产水导流网组成的产水流道；所述中心产水管设有轴向的内孔，所述中心产水管的管壁上设有多个连通所述内孔的通水孔；所述中心产水管的内孔一端封闭，另一端设有出水口；
所述产水导流网连通所述中心产水管上的通水孔，所述产水导流网一侧紧贴中心产水管，所述产水流道靠近所述中心产水管一侧不涂所述粘展剂，其余三侧均用粘展剂合封闭，所述分离膜片组的外侧面缠绕有密封胶带，所述密封胶带的外侧设有密封圈。
2.根据权利要求1所述的一种耐污染的卷式膜元件，其特征在于：所述产水导流网的磁性纳米材料涂层包括但不限于各种氧化铁类磁性纳米材料、铁类磁性纳米材料、钴类磁性纳米材料等。
3.根据权利要求1所述的一种耐污染的卷式膜元件，其特征在于：所述原水导流网的磁性纳米材料涂层包括但不限于各种氧化铁类磁性纳米材料、铁类磁性纳米材料、钴类磁性纳米材料等。
4.根据权利要求1所述的一种耐污染的卷式膜元件，其特征在于：所述分离膜片为反渗透膜或者纳滤膜或者超滤膜。
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