CN109464913A - 一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件及设备，包括：压力容器和置于所述的压力容器内的脱盐膜单元；所述脱盐膜单元包括膜壳，以及设置在所述的膜壳内的中空纤维膜单元；所述的中空纤维膜单元包括六孔导流板、中心产水管、绕设在所述的中心产水管外周侧的多条脱盐膜丝、以及用以分别固定所述的脱盐膜丝两端的进水端固定层和产水端固定层；所述的中空纤维脱盐膜组件设有进水口、产水口、浓水口。本发明公开的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件适用于苦咸水淡化工艺体系，具有较高的抗污染能力和较长的使用寿命，服役稳定性好，服役期长，运行成本低。

Description

一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件及设备
技术领域
本发明属于膜分离技术领域，尤其涉及一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件及设备。
背景技术
近年来，膜技术已将广泛应用于水处理过程。例如，微孔过滤(MF)膜或超滤膜(UF)应用于净水厂的水处理，反渗透膜应用于海水的脱盐处理。膜法脱盐技术已成用途最广泛的脱盐处理技术，具有以下优点：1.没有相变，实际操作过程中不需要对水质以及使用仪器进行加热处理，这就简化了操作步骤，增强了实际操作的使用价值。2.能耗少。3.占地面积小、操作简单、适应性强。4.对环境不产生污染，分离过程是物理分离，不会对环境产生污染。依据以上优点，膜法脱盐技术已广泛适应于海水淡化、工业废水处理与回用、医药纯水制备等领域。
目前市场上主要的脱盐产品为卷式膜组件，已经在工业废水处理、浓盐水精致等领域实现了大规模及大范围的应用，占据了脱盐市场总体份额的90％以上。卷式脱盐膜组件分离性能主要依靠平板脱盐膜表面的脱盐层，而卷式脱盐膜组件的耐氧化性能较差，水体中的游离氯会对脱盐层造成致命性损伤，直接导致组件系统的实效，降低产品使用寿命。此外，由于卷式脱盐膜组件内铺设有隔网支撑层，在高操作压力影响下，组件内部隔网容易陷入平板脱盐膜的表面功能层，也容易使功能层形成缺陷，影响产品分离精度。同时，由于卷式脱盐膜组件产品内部流道固定，在应用过程中，容易造成污堵现象，而化学清洗容易对平板脱盐层造成损坏，使其只能使用水冲洗，清洗效果差，膜产品服役稳定性差，服役期限短，导致膜更换频繁，投资、运行成本过高。
发明内容
本发明的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件及设备，旨在解决在苦咸水环境下脱盐膜组件服役期间稳定性差的问题。
一方面，本发明的技术方案是，一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件，其包括：压力容器以及设置在所述压力容器内的脱盐膜单元。所述的压力容器上设有原水进口、产水口以及浓水出口。所述脱盐膜单元包括膜壳，以及设置在所述的膜壳内的中空纤维膜单元；所述的中空纤维膜单元包括六孔导流板、中心产水管、绕设在所述的中心产水管外周侧的多条脱盐膜丝、以及用以分别固定所述的脱盐膜丝两端的进水端固定层和产水端固定层。
进一步地，所述的进水端固定层设置在所述的六孔导流板以及所述的膜壳之间，所述的六孔导流板设有供原水通过的开孔；所述的六孔导流板与所述的中心产水管之间形成供原水进入的进水口。
进一步地，所述的产水端固定层设置在所述的中心产水管与所述的膜壳之间，所述的膜丝穿过所述的产水端固定层形成与所述的中心产水管连通的产水口；所述的膜壳上设有与所述的浓水出口连通的浓水口。
进一步地，所述脱盐膜丝填装于超滤级别的束袋中，以中心产水管为中心成圆周等间距排列。
进一步地，所述进水端固定层和产水端固定层采用树脂和固化剂浇铸，所述的树脂为环氧树脂、聚氨酯或硅橡胶中的一种，所述树脂和固化剂的比例为9:5。
进一步地，所述组件进水端固定层与产水端固定层均切割浇铸断面或进水端不切浇铸断面，产水端切割浇铸断面。
进一步地，所述膜壳材料为ABS或陶瓷或UPVC。
进一步地，所述压力容器为可开合结构。
另一方面，本发明还包括一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜设备，包括压力容器和多个所述中空纤维脱盐膜组件，所述的多个中空纤维脱盐膜组件的中心产水管进行串联。
与现有技术相比，本发明的技术效果在于，本发明的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件直径范围：70-90mm之间，长度范围：300-1810mm之间，适用于苦咸水淡化的工艺体系。
尤其，本发明的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件，具有较高的抗污染能力和较长的使用寿命，且替换成本低，可以在较恶劣的水质条件下工作，产水量稳定且水质优良。
尤其，本发明还提供一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜设备，可以对多个中空纤维脱盐膜进行串联，增大排水量，提高工作效率。所述组件及脱盐设备服役稳定性好，服役期长，运行成本低。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于此。
实施例一
一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件包括压力容器及至于所述压力容器内的脱盐膜单元；所述的压力容器上设有原水进口、产水口以及浓水出口；所述脱盐膜单元包括膜壳，以及设置在所述的膜壳内的中空纤维膜单元；所述的中空纤维膜单元包括六孔导流板、中心产水管、绕设在所述的中心产水管外周侧的多条脱盐膜丝、以及用以分别固定所述的脱盐膜丝两端的进水端固定层和产水端固定层。所述六孔导流板设置在所述膜壳进水端，引导原水进入所述中空纤维膜单元进行脱盐处理。所述膜壳为ABS膜壳，膜壳直径70mm,长度300mm，封装所述中空纤维膜单元。所述中心产水管设置在所述壳体中心位置，其将处理所得水排至出水口。所述膜丝为专利号：108211794A的高选择性中空纤维脱盐膜丝，多根膜丝等间距固定缠绕在所述中心产水管周边，其对原水进行脱盐处理。所述的进水端固定层设置在所述的六孔导流板以及所述的膜壳之间，所述的六孔导流板设有供原水通过的开孔；所述的六孔导流板与所述的中心产水管之间形成供原水进入的进水口。所述的产水端固定层设置在所述的中心产水管与所述的膜壳之间，所述的膜丝穿过所述的产水端固定层形成与所述的中心产水管连通的产水口；所述的膜壳上设有与所述的浓水出口连通的浓水口。
具体而言，中空纤维脱盐膜组件及设备制备包括以下步骤：
步骤1，将所述六孔导流板、中心产水管固定于膜壳内；
步骤2，将所述多根高选择性中空纤维脱盐膜丝捋顺，填放于特制的超滤级别的束袋内；
步骤3，将所述脱盐膜丝等间距固定缠绕在所述中心产水管周边；
步骤4，环氧树脂胶与固化剂按照9:5的比例配比，混匀脱泡后使用；
步骤5，用所述比例的环氧树脂胶按照4m/s的速度将环氧树脂胶灌入上述组件的两端进胶槽内；
步骤6，将所述组件放在震荡台上面震荡6min；
步骤7，所述组件震荡完后静止30min；
步骤8，所述进水端固定层断面不切割，产水端固定层断面切割断面，将膜丝孔露出来；
步骤9，所述进水端固定层与所述的原水进口之间连接端盖，方便原水通过进入及与管线连接；所述的产水口与所述膜组件设有连接盖，所述连接盖上设有供所述中心产水管通过的开口，即所述出水口。
步骤10，将多个所述中空纤维脱盐膜组件置于所述压力容器内，且将所述组件的中心产水管串联，组装成苦咸水淡化的装置。
实施例二
一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件包括压力容器及至于所述压力容器内的脱盐膜单元；所述的压力容器上设有原水进口、产水口以及浓水出口；所述脱盐膜单元包括膜壳，以及设置在所述的膜壳内的中空纤维膜单元；所述的中空纤维膜单元包括六孔导流板、中心产水管、绕设在所述的中心产水管外周侧的多条脱盐膜丝、以及用以分别固定所述的脱盐膜丝两端的进水端固定层和产水端固定层。所述六孔导流板设置在所述膜壳进水端，引导原水进入所述中空纤维膜单元进行脱盐处理。所述膜壳为ABS膜壳，膜壳直径90mm,长度1615mm，封装所述中空纤维膜单元。所述中心产水管设置在所述壳体中心位置，其将处理所得水排至出水口。所述膜丝为专利号：108211794A的高选择性中空纤维脱盐膜丝，多根膜丝等间距固定缠绕在所述中心产水管周边，其对原水进行脱盐处理。所述的进水端固定层设置在所述的六孔导流板以及所述的膜壳之间，所述的六孔导流板设有供原水通过的开孔；所述的六孔导流板与所述的中心产水管之间形成供原水进入的进水口。所述的产水端固定层设置在所述的中心产水管与所述的膜壳之间，所述的膜丝穿过所述的产水端固定层形成与所述的中心产水管连通的产水口；所述的膜壳上设有与所述的浓水出口连通的浓水口。
具体而言，中空纤维脱盐膜组件及设备制备包括以下步骤：
步骤1，将所述六孔导流板、中心产水管固定于膜壳内；
步骤2，将所述多根高选择性中空纤维脱盐膜丝捋顺，填放于特制的超滤级别的束袋内；
步骤3，将所述脱盐膜丝等间距固定缠绕在所述中心产水管周边；
步骤4，环氧树脂胶与固化剂按照9:5的比例配比，混匀脱泡后使用；
步骤5，用所述比例的环氧树脂胶按照35m/s的速度将环氧树脂胶灌入上述组件的两端进胶槽内；
步骤6，将所述组件放在震荡台上面震荡40min；
步骤7，所述组件震荡完后静止60min；
步骤8，所述进水端固定层断面不切割，产水端固定层断面切割断面，将膜丝孔露出来；
步骤9，所述进水端固定层与所述的原水进口之间连接端盖，方便原水通过进入及与管线连接；所述的产水口与所述膜组件设有连接盖，所述连接盖上设有供所述中心产水管通过的开口，即所述出水口。
步骤10，将多个所述中空纤维脱盐膜组件置于所述压力容器内，且将所述组件的中心产水管串联，组装成苦咸水淡化的装置。
实施例三
一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件包括压力容器及至于所述压力容器内的脱盐膜单元；所述的压力容器上设有原水进口、产水口以及浓水出口；所述脱盐膜单元包括膜壳，以及设置在所述的膜壳内的中空纤维膜单元；所述的中空纤维膜单元包括六孔导流板、中心产水管、绕设在所述的中心产水管外周侧的多条脱盐膜丝、以及用以分别固定所述的脱盐膜丝两端的进水端固定层和产水端固定层。所述六孔导流板设置在所述膜壳进水端，引导原水进入所述中空纤维膜单元进行脱盐处理。所述膜壳为UPVC膜壳，膜壳直径90mm,长度1615mm，封装所述中空纤维膜单元。所述中心产水管设置在所述壳体中心位置，其将处理所得水排至出水口。所述膜丝为专利号：108211794A的高选择性中空纤维脱盐膜丝，多根膜丝等间距固定缠绕在所述中心产水管周边，其对原水进行脱盐处理。所述的进水端固定层设置在所述的六孔导流板以及所述的膜壳之间，所述的六孔导流板设有供原水通过的开孔；所述的六孔导流板与所述的中心产水管之间形成供原水进入的进水口。所述的产水端固定层设置在所述的中心产水管与所述的膜壳之间，所述的膜丝穿过所述的产水端固定层形成与所述的中心产水管连通的产水口；所述的膜壳上设有与所述的浓水出口连通的浓水口。
具体而言，中空纤维脱盐膜组件及设备制备包括以下步骤：
步骤1，将所述六孔导流板、中心产水管固定于膜壳内；
步骤2，将所述多根高选择性中空纤维脱盐膜丝捋顺，填放于特制的超滤级别的束袋内；
步骤3，将所述脱盐膜丝等间距固定缠绕在所述中心产水管周边；
步骤4，环氧树脂胶与固化剂按照9:5的比例配比，混匀脱泡后使用；
步骤5，用所述比例的环氧树脂胶按照50m/s的速度将环氧树脂胶灌入上述组件的两端进胶槽内；
步骤6，将所述组件放在震荡台上面震荡90min；
步骤7，所述组件震荡完后静止100min；
步骤8，所述进水端固定层断面不切割，产水端固定层断面切割断面，将膜丝孔露出来；
步骤9，所述进水端固定层与所述的原水进口之间连接端盖，方便原水通过进入及与管线连接；所述的产水口与所述膜组件设有连接盖，所述连接盖上设有供所述中心产水管通过的开口，即所述出水口。
步骤10，将多个所述中空纤维脱盐膜组件置于所述压力容器内，且将所述组件的中心产水管串联，组装成苦咸水淡化的装置。
产品性能测试
将实施例一、二、三制得的苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件及市售卷式脱盐膜放入盐溶液中，选择浓度为2000ppm的MgSO4溶液，检测苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件的脱盐截留率和污堵清洗次数，结果见下表1所示。
表1：
组别 实施例一 实施例二 实施例三 对比例
MgSO<sub>4</sub>溶液截留率(％) 99.97 99.98 99.98 96.22
清洗次数(次) 1 0 0 2
本发明所述为一种用于苦咸水淡化的中空纤维膜组件及其制备方法，本发明所述组件适用于苦咸水淡化工艺体系，具有较高的抗污染能力和较长的使用寿命，服役稳定性好，服役期长，运行成本低。
上述所述仅为本发明的优选具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员根据本发明所揭露的技术范围内，可以对相关技术特征进行等同的变化或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件，其特征在于，包括：压力容器以及设置在所述压力容器内的脱盐膜单元；所述的压力容器上设有原水进口、产水口以及浓水出口；
所述脱盐膜单元包括膜壳，以及设置在所述的膜壳内的中空纤维膜单元；
所述的中空纤维膜单元包括六孔导流板、中心产水管、绕设在所述的中心产水管外周侧的多条脱盐膜丝、以及用以分别固定所述的脱盐膜丝两端的进水端固定层和产水端固定层；
所述的进水端固定层设置在所述的六孔导流板以及所述的膜壳之间，所述的六孔导流板设有供原水通过的开孔；所述的六孔导流板与所述的中心产水管之间形成供原水进入的进水口；
所述的产水端固定层设置在所述的中心产水管与所述的膜壳之间，所述的膜丝穿过所述的产水端固定层形成与所述的中心产水管连通的产水口；所述的膜壳上设有与所述的浓水出口连通的浓水口。
2.根据权利要求1所述的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件，其特征在于，所述脱盐膜丝填装于超滤级别的束袋中，以中心产水管为中心成圆周等间距排列。
3.根据权利要求1所述的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件，其特征在于，所述进水端固定层和产水端固定层采用树脂和固化剂浇铸，所述的树脂为环氧树脂、聚氨酯或硅橡胶中的一种，所述树脂和固化剂的比例为9:5。
4.根据权利要求3所述的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件，其特征在于，所述组件进水端固定层与产水端固定层均切割浇铸断面或进水端不切浇铸断面，产水端切割浇铸断面。
5.根据权利要求1所述的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件，其特征在于，所述膜壳材料为ABS或陶瓷或UPVC。
6.根据权利要求1所述的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜组件，其特征在于，所述压力容器为可开合结构。
7.一种具有权利要求1-6任一项所述的用于苦咸水淡化的中空纤维脱盐膜设备，其特征在于，包括压力容器和多个所述中空纤维脱盐膜组件，所述的多个中空纤维脱盐膜组件的中心产水管进行串联。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190315

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