CN111841327A - 基于规则形貌的抗污染膜元件 - Google Patents
基于规则形貌的抗污染膜元件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111841327A CN111841327A CN202010789019.4A CN202010789019A CN111841327A CN 111841327 A CN111841327 A CN 111841327A CN 202010789019 A CN202010789019 A CN 202010789019A CN 111841327 A CN111841327 A CN 111841327A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membrane
- regular
- membrane element
- water flow
- element based
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 84
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 5
- 238000004049 embossing Methods 0.000 claims description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 4
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 claims description 4
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 4
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 claims description 3
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 claims 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 claims 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/027—Nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/145—Ultrafiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/147—Microfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于规则形貌的抗污染膜元件，其中所述膜元件的表面具有凹槽状、点状和/或多边形状的规则形貌。采用一种基于规则形貌的抗污染膜元件，保持膜通量和脱盐性能不变，该形貌可使进水形成涡流自清洗作用，从而有效减缓膜污染，降低清洗周期，增加膜元件的使用寿命。此外，该方法可调空间大，效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种基于规则形貌的抗污染膜元件。
背景技术
随着膜技术的快速发展，一系列卷式、板框式、蝶式、以及中空纤维式膜元件，如纳滤膜元件、反渗透膜元件、超滤膜元件和微滤膜元件在市政污水和工业废水等领域得到广泛应用。然而，在实际应用过程中存在膜元件的膜污染等问题，这不仅会影响膜元件的使用效率，频繁清洗也会对膜元件的寿命造成不利影响，导致应用成本增加。在膜元件中膜污染主要分为有机污染、无机污染和微生物污染，影响膜污染的因素主要包括以下三个方面：一是进水水质，如污染物粒径大小、进水pH值、离子组成和离子强度等；二是运行条件，膜污染受流体力学条件影响较大，如膜系统运行通量、回收率、膜面流速等；三是膜元件自身特性，如膜性能(孔径分布、亲疏水性、表面电荷和粗糙度等)，以及元件性能(浓水通道结构、纯水通道结构、元件制作型式等)。但是在实际应用过程中进水水质不易改变，且通过改变运行条件来提高污染周期的方法通常效果有限，还可能导致产水量降低以及能耗增加等弊端。因此，在改进运行工艺降低运行成本的同时，通过提高膜元件自身的抗污染性显得尤为重要。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明针对膜元件在实际应用过程中存在的膜污染从而不仅会影响膜元件的使用效率，频繁清洗也会对膜元件的寿命造成不利影响，导致应用成本增加的问题，通过制备出具有规则形貌的抗污染膜元件，使进水在膜元件内部形成涡流自清洗作用，可有效减缓膜污染，降低清洗周期，从而提高膜元件的抗污染性能，增加膜元件的使用寿命。
本发明的技术方案为：
一种基于规则形貌的抗污染膜元件，其中所述元件中膜片的表面具有凹槽状、点状和/或多边形状的规则形貌。
优选地，组成所述膜元件的膜片包括聚砜基材或聚烯烃基材的纳滤膜、反渗透膜、超滤膜或微滤膜。
优选地，所述规则形貌的尺寸可调。
优选地，所述规则形貌采用一步合成、后处理压印或与其他规则形貌基材进行复合的方式形成。
优选地，所述一步合成具体为通过调整制膜配方来形成或者通过物理作用来形成。
优选地，所述后处理压印具体为采用其他规则形貌结构进行压印成型。
优选地，所述其他规则形貌结构包括H型水流通道结构和工型水流通道结构，这两种水流通道的支撑结构的宽度为0.1mm-10mm，水流通道的宽度为0.1mm-10mm，水流通道的高度为0.1mm-10mm。
优选地，所述H型水流通道或工型水流通道的延伸方向与膜面水流方向的夹角呈0°～180°任意角度。
本发明的有益效果如下：
采用一种基于规则形貌的抗污染膜元件，保持膜通量和脱盐性能不变，该形貌可使进水形成涡流自清洗作用，从而有效减缓膜污染，降低清洗周期，增加膜元件的使用寿命。此外，该方法可调空间大，效果明显。
附图说明
为了更容易理解本发明的技术方案和有益的技术效果，通过参照在附图中示出的本发明的具体实施方式来对本申请进行详细的描述。该附图仅绘出了本申请的典型实施方式，并不构成对本申请的保护范围的限制，其中：
图1为其他规则形貌结构的微观放大实物图；
图2为H型水流通道的结构示意图；
图3为工型水流通道的结构示意图；
图4为膜本身具有的凹槽状、点状和/或多边形状的规则形貌的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明的基于规则形貌的抗污染膜元件进行详细说明。
本发明的基于规则形貌的抗污染膜元件的表面具有凹槽状、点状和/或多边形状的规则形貌，从而可以保持膜通量和脱盐性能不变，该形貌可使进水形成涡流自清洗作用，从而有效减缓膜污染，降低清洗周期，增加膜元件的使用寿命。
组成所述膜元件的膜片包括聚砜基材或聚烯烃基材的纳滤膜、反渗透膜、超滤膜或微滤膜所述规则形貌的尺寸可调，膜本身的微观规则形貌结构在成型前可通过制膜工艺进行调整，成型后即固定；而膜元件中通过后期压印或复合等手段在膜表面形成的相对宏观的规则形貌则可根据膜元件使用条件进行调整，也就是说，即使具有相同微观规则形貌的膜，在制成元件的过程中，还可以通过后期调整压印结构或复合结构来调整膜表面的相对宏观的规则形貌。所述规则形貌采用一步合成、后处理压印或与其他规则形貌基材进行复合的方式形成。所述一步合成具体为通过调整制膜配方来形成或者通过物理作用来形成。所述后处理压印具体为采用其他规则形貌结构进行压印成型，膜本身具有其微观规则形貌，而后期压印是通过在其他规则形貌结构上进行压印或复合形成的，可以理解为相对宏观的规则形貌。
所述膜片具有的微观规则形貌包括凹槽状、点状和/或多边形状的规则形貌，为膜本身所具有，如图4所示。
所述其他规则形貌结构包括H型水流通道结构和工型水流通道结构，根据元件应用场景和使用范围可任意选择获得后期压印结构的规则形貌，如图2和3所示，a为支撑结构的宽度，其尺寸大小为0.1mm～10mm；b为水流通道的宽度，其尺寸大小0.1mm～10mm；c为水流通道高度，尺寸大小为0.1mm～10mm；其中b和c尺寸是决定了后处理压印后的膜表面规则形貌如凹槽宽度和深度的重要因素之一，其他还包括后处理压印条件，如后处理压力和方法等；a尺寸决定了膜表面规则形貌如凹槽间隔。所述规则形貌的方向，即H型水流通道或工型水流通道的延伸方向与膜面水流方向呈0°～180°任意角度。
本发明可以以其他具体的形式进行体现，但并不会脱离本发明的保护范围，本发明的保护范围仅由所附的权利要求限定。
Claims (8)
1.一种基于规则形貌的抗污染膜元件，其特征在于：所述元件中膜片的表面具有凹槽状、点状和/或多边形状的规则形貌。
2.根据权利要求1所述的基于规则形貌的抗污染膜元件，其中组成所述膜元件的膜片包括聚砜基材或聚烯烃基材的纳滤膜、反渗透膜、超滤膜或微滤膜。
3.根据权利要求1所述的基于规则形貌的抗污染膜元件，其中所述规则形貌的尺寸可调。
4.根据权利要求1所述的基于规则形貌的抗污染膜元件，其中所述规则形貌采用一步合成、后处理压印或与其他规则形貌基材进行复合的方式形成。
5.根据权利要求4所述的基于规则形貌的抗污染膜元件，其中所述一步合成具体为通过调整制膜配方来形成或者通过物理作用来形成。
6.根据权利要求4所述的基于规则形貌的抗污染膜元件，其中所述后处理压印具体为采用其他规则形貌结构进行压印成型。
7.根据权利要求6所述的基于规则形貌的抗污染膜元件，其中所述其他规则形貌结构包括H型水流通道结构和工型水流通道结构，这两种水流通道的支撑结构的宽度为0.1mm-10mm，水流通道的宽度为0.1mm-10mm，水流通道的高度为0.1mm-10mm。
8.根据权利要求6中任一项所述的基于规则形貌的抗污染膜元件，其中所述H型水流通道或工型水流通道的延伸方向与膜面水流方向呈0°～180°任意角度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010789019.4A CN111841327A (zh) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | 基于规则形貌的抗污染膜元件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010789019.4A CN111841327A (zh) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | 基于规则形貌的抗污染膜元件 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111841327A true CN111841327A (zh) | 2020-10-30 |
Family
ID=72972425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010789019.4A Pending CN111841327A (zh) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | 基于规则形貌的抗污染膜元件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111841327A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114984770A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-02 | 江苏诺莱智慧水务装备有限公司 | 一种抗污染中空纤维膜及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2366449A2 (en) * | 2008-11-11 | 2011-09-21 | SNU R&DB Foundation | Membrane with a patterned surface, method for manufacturing same, and water treatment process using same |
| CN104918686A (zh) * | 2012-09-06 | 2015-09-16 | 科罗拉多大学董事会,法人团体 | 具有纳米级图案的滤膜 |
| KR20160025841A (ko) * | 2014-08-28 | 2016-03-09 | 주식회사 부강테크 | 와류 발생용 표면 처리 분리막 및 그 제조 방법 |
| CN213725806U (zh) * | 2020-08-07 | 2021-07-20 | 北京碧水源膜科技有限公司 | 基于规则形貌的抗污染膜元件 |
-
2020
- 2020-08-07 CN CN202010789019.4A patent/CN111841327A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2366449A2 (en) * | 2008-11-11 | 2011-09-21 | SNU R&DB Foundation | Membrane with a patterned surface, method for manufacturing same, and water treatment process using same |
| CN104918686A (zh) * | 2012-09-06 | 2015-09-16 | 科罗拉多大学董事会,法人团体 | 具有纳米级图案的滤膜 |
| KR20160025841A (ko) * | 2014-08-28 | 2016-03-09 | 주식회사 부강테크 | 와류 발생용 표면 처리 분리막 및 그 제조 방법 |
| CN213725806U (zh) * | 2020-08-07 | 2021-07-20 | 北京碧水源膜科技有限公司 | 基于规则形貌的抗污染膜元件 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114984770A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-09-02 | 江苏诺莱智慧水务装备有限公司 | 一种抗污染中空纤维膜及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zou et al. | Design strategy of poly (vinylidene fluoride) membranes for water treatment | |
| KR101275909B1 (ko) | 표면이 패턴화된 분리막, 그 제조방법 및 이를 이용한 수처리 공정 | |
| KR101979567B1 (ko) | 내오염 특화 패턴 구조를 가지는 박막 복합체 분리막의 제조 공정 | |
| CN213725806U (zh) | 基于规则形貌的抗污染膜元件 | |
| WO2008057842A3 (en) | Micro-and nanocomposite support structures for reverse osmosis thin film membranes | |
| CN111841327A (zh) | 基于规则形貌的抗污染膜元件 | |
| Viet et al. | Enhancing the removal efficiency of osmotic membrane bioreactors: A comprehensive review of influencing parameters and hybrid configurations | |
| CN114904398B (zh) | 一种聚丙烯腈基海水提铀-海水淡化联产膜及其制备方法 | |
| CN109806769B (zh) | 一种改性石墨相氮化碳材料纳滤膜制备方法 | |
| CN212881885U (zh) | 一种抗污染平板膜 | |
| CN114307678A (zh) | 一种基于两性离子调控的复合纳滤膜的制备方法 | |
| George et al. | Biocatalytic polymeric membranes to decrease biofilm fouling and remove organic contaminants in wastewater: a review | |
| CN106861453A (zh) | 微孔陶瓷基材表面可控修饰制备的复合膜及其制备方法与在造纸废水处理中的应用 | |
| CN101767866A (zh) | 一种提高膜污染控制效果的曝气方法 | |
| CN107789997A (zh) | 碟管式纳滤膜及其制备工艺 | |
| Moattari et al. | Nanostructured membranes for water treatments | |
| CN111804147A (zh) | 一种抗污染平板膜 | |
| Yang et al. | Analysis of research status of modified PVDF ultrafiltration membrane | |
| CN204261566U (zh) | 一种中空纤维膜组件 | |
| CN211328947U (zh) | 复合纳滤膜和纳滤膜组件和水处理设备 | |
| Balakrishnan et al. | Membrane-based hybrid systems incorporating nanomaterials for wastewater treatment | |
| CN102941019B (zh) | 一种提高反渗透膜元件抗污染性能的方法 | |
| CN216755993U (zh) | 一种用于宽流道卷式反渗透膜元件的进水网格 | |
| CN117732263A (zh) | 一种量子点调控聚偏氟乙烯制备具有海绵孔微滤膜的方法 | |
| CN104925938A (zh) | 基于表面恒电位控制的动态膜生物反应器调控方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |