CN215782742U - 一种纳滤膜组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种纳滤膜组件，包括外壳体和膜芯模块，所述膜芯模块由多个膜芯组件首尾相连而成，所述膜芯模块设于所述外壳体内，所述膜芯模块形成将首侧流入的浓水净化成从尾侧流出的净水的过滤通路。该纳滤膜组件，保障了较高的产水通量和洁净程度。其膜芯组件作为可以独立工作的模块化结构，拆装清洁方便，避免了积垢问题导致的过滤效率下降问题，同时使得整体纳滤膜组件的构成简单、加工方便。

Description

一种纳滤膜组件

技术领域

本实用新型涉及分离膜设备技术领域，且特别是涉及一种纳滤膜组件。

背景技术

纳滤(NF)是20世纪80年代后期发展起来的一种介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术，是为了适应工业软化水的需求及降低成本而发展起来的一种新型的压力驱动型膜过程。纳滤是在压力差推动力作用下，盐及小分子物质透过纳滤膜，而截留大分子物质的一种液液分离方法，又称低压反渗透。纳滤膜截留分子量范围为200-1000MWCO，介于超滤和反渗透之间，主要应用于溶液中大分子物质的浓缩和纯化。纳滤膜分离水处理系统因其独特的结构和性能，在环境保护和水资源再生方面异军突起，并迅速推广到纺织、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域，都得到了很好的效果，在各领域都有着广泛的应用前景。

现有的应用纳滤膜进行膜分离滤净的设备大多从反渗透膜设备衍化而来，采用片状膜片或卷式结构，存在加工工艺复杂、在使用时容易结垢、产水通量低、产水通量衰减快等问题。因此，亟需设计一种产水通量高且可以保持较高水平的产水通量、结构简单、便于清洗积垢的纳滤膜组件。

实用新型内容

本实用新型提供一种纳滤膜组件，该纳滤膜组件结构简单、产水通量高、方便清洗、处理浓水效率高。

为实现上述目的，本实用新型的一种技术方案如下：

一种纳滤膜组件，包括外壳体和膜芯模块，所述膜芯模块由多个膜芯组件首尾相连而成，所述膜芯模块设于所述外壳体内，所述膜芯模块形成将首侧流入的浓水净化成从尾侧流出的净水的过滤通路。

由此，所述多个膜芯组件通过首尾相连组成过滤通路，每一个膜芯组件都相对独立地进行浓水滤净成净水的工作。在过滤过程中，浓水流经膜芯组件的内部，膜芯组件中的膜丝组件对流经其表面的浓水进行过滤，同时部分浓水直接向尾侧流动进入下一个膜芯组件。相对位于尾侧的膜芯组件对其首侧方向的膜芯组件流入的浓水(包括经过首侧过滤后的浓水以及直接流入的未过滤的浓水)进行进一步的滤净，并在同时提供通路，使得首侧方向的膜芯组件滤出的净水通过该通道直接流出，减少反复过滤的效率浪费。从而使得浓水在由首侧向尾侧逐级过滤的过程中，实现完全的过滤，同时在本纳滤膜组件尾端的净水的产出通量高。在本纳滤膜组件工作过程中，产生积垢的单个膜芯组件可以便利地进行拆出清洁或更换。同时，若单个或少数膜芯组件因为积垢而发生过滤效率的衰竭，其他膜芯组件的过滤效率仍可以保持正常水平并不受其影响，膜芯组件的整体过滤效率而言造成的衰竭影响较低。

作为一种实施方式，所述膜芯组件包括内壳体、膜丝组件、进水端盖和产水端盖，所述膜丝组件套设于所述内壳体内部用于浓水的净化处理，所述进水端盖和产水端盖分别设于所述内壳体的首尾两端。

由此，每一个膜芯组件组合形成一个可以独立进行过滤工作的模块化结构，通过进水端盖和产水端盖以及内壳体围合形成的整体结构控制浓水和净水的流入流出路径。

作为一种实施方式，所述膜芯组件包括第一膜芯组件和多个第二膜芯组件；所述第一膜芯组件包括浓水进流通道、浓水流出通道和净水流出通道；所述第二膜芯组件包括浓水进流通道、浓水流出通道、净水进流通道和净水流出通道；所述过滤通路包括相互独立的净水通路和浓水通路；所述净水通路中，所述第一膜芯组件和第二膜芯组件采用如下方式连接：第一膜芯组件的净水流出通道连接至位于其尾侧的所述第二膜芯组件的净水进流通道；多个所述第二膜芯组件之间采用如下方式连接：位于首侧的第二膜芯组件的净水流出通道连接位于其尾侧的第二膜芯组件的净水进流通道；所述浓水通路中，所述第一膜芯组件和第二膜芯组件采用如下方式连接：第一膜芯组件的浓水流出通道连接至位于其尾侧的所述第二膜芯组件的浓水进流通道；多个所述第二膜芯组件之间采用如下方式连接：位于首侧的第二膜芯组件的浓水流出通道连接位于其尾侧的第二膜芯组件的浓水进流通道。

由此，所述过滤通路包括相互独立的净水通路和浓水通路；本申请可以根据废水流入量及每个膜芯组件可以处理的废水量设置膜芯组件的数量。每次流入的待处理废水(即浓水)通过整体外壳体的首端处进入到第一膜芯组件的浓水进流通道后进行处理，净化处理后形成的净水通过净水通路排出；但是由于待处理的废水持续通入，且待处理的废水量大于膜芯组件的实时处理量，因此在单位时间内，只有部分废水会进入到该膜芯组件内被处理，而剩余未被处理的废水则通过浓水通路流入到下一个膜芯组件(即排列在第一膜芯组件后的各个第二膜芯组件)再次重复上面的处理步骤，以此重复，直到浓水经过所有膜芯组件的过滤至本纳滤膜组件的末端，便从最后一个进行处理的膜芯组件排出所有净水，同时剩余的浓水向尾端排出另行处理或回到首端混合未经处理的浓水再次进行过滤。位于纳滤膜组件中的水分在膜芯组件中都会形成净水和浓水两个通路，该两个通路相互独立，互不影响。净水通路保证各个膜芯组件产出的净水直接通过其尾端方向上的各个膜芯组件直至在最后排出，保证了足够的通量；浓水通路使得浓水被逐级过滤净化，净化效率高，同时不会污染净水。

在本申请中，所述净水通路至少包括相互组合的所述第一膜芯组件和第二膜芯组件的膜丝组件的中空纤维丝内空间、净水进流通道、净水流出通道以及所述中心管、连接管。

所述浓水通路至少包括相互组合的所述浓水进流通道、内壳体内空间、浓水流出通道以及通流间隙。

作为一种实施方式，所述第二膜芯组件内设有中心管，所述中心管两端连接该第二膜芯组件的净水进流通道和净水流出通道。

由此，中心管的作用即在于提供单个第二膜芯组件首端方向的膜芯组件产出的净水直接通过的路径，使得已经产出的净水无需再次通过膜丝组件，即保持较高的净水产出通量。

作为一种实施方式，还包括连接管，所述连接管位于首尾相连的所述膜芯组件之间，所述连接管首端连接位于首侧方向的膜芯组件的净水流出通道，所述连接管尾端连接位于尾侧方向的膜芯组件的净水进流通道。

由此，通过连接管建立与浓水隔绝的供净水在两个膜芯组件之间连接的通道，同时保证净水的高通量流动。

作为一种实施方式，所述进水端盖周向表面与所述外壳体内壁密封连接，所述产水端盖周向表面与所述外壳体内壁间具有通流间隙。

由此，通过外壳体的内壁、内壳体的外壁之间的空间组合形成通流间隙，通流间隙的空间形成各个依次排列的膜芯组件之间的供浓水流通的通道，即连接了位于首端侧的膜芯组件的浓水流出通道和位于尾端侧的膜芯组件的浓水进流通道。使得浓水通路与净水通路保持稳定的分隔状态，同时省去了额外的管路设置，精简整体结构，便于装卸清理。

作为一种实施方式，所述膜丝组件包括第一胶层、第二胶层和多根并列设置的中空纤维丝，所述第一胶层和第二胶层分别设于所述中空纤维丝的首尾两端，所述中空纤维丝首测端部与所述第一胶层密封连接，所述中空纤维丝尾侧端部贯通所述第二胶层。

由此，通过第一胶层和第二胶层固定中空纤维丝并形成用于安装在内壳体内部的整体过滤结构。所述中空纤维丝端部与所述第一胶层密封连接，所述中空纤维丝端部贯通所述第二胶层的结构设置，使得从首端方向流入的浓水的过滤路径为从中空纤维丝外壁处向内过滤，并形成位于中空纤维丝内部的净水，剩余的浓水在中空纤维丝外部从该膜芯组件的尾端方向的浓水流出通道向尾端方向的膜芯组件流动，中空纤维丝内的净水通过该膜芯组件的尾端方向的净水流出通道向尾端方向的膜芯组件流动，实现在单个膜芯组件中的浓水和净水的过滤和流动路径分离。

作为一种实施方式，所述浓水流出通道位于所述内壳体壁面；在膜芯组件的首尾方向上，所述浓水流出通道位于所述第一胶层和第二胶层之间。

由此，单个膜芯组件中接触膜丝组件的浓水实现正常的过滤，过滤后剩余的浓水可以便利地从浓水流出通道中流出，由尾端处的后续膜芯组件进行过滤；同时，未接触膜丝组件的浓水直接通过浓水流出通道流出，进入尾侧的膜芯组件中进行过滤。使得浓水在单个膜芯组件中无需加压或关闭通路等方式加强单个膜芯组件的过滤，从整体纳滤膜组件的角度看，单个膜芯组件只需保持正常的过滤水平即可以提供足够的净水产水通量和效率。作为一种实施方式，所述外壳体首端设有浓水进口，所述第一膜芯组件的浓水进流通道连接所述浓水进口。

由此，外部浓水通过浓水进口直接进入第一膜芯组件的浓水进流通道连接整体纳滤膜组件的浓水通路，形成外部向内部的浓水通路路径的封闭连接，减少泄漏和污染问题。

作为一种实施方式，所述外壳体尾端设有浓水出口和净水出口，位于所述过滤通路尾端的第二膜芯组件，其所述浓水流出通道连接所述浓水出口，其所述净水流出通道连接所述净水出口，所述浓水出口连接至外部浓水容器或所述浓水进口。

由此，过滤产出的净水通过净水出口排出利用。经过外壳体的过滤后浓水可以通过外部浓水容器收集处理，或通过管路回到浓水进口处与上游管路进入的浓水混合再次过滤。

本实用新型的有益效果在于：在进行对浓水的过滤净化过程中，通过首尾相连设置的多个膜芯组件实现逐级的高效过滤；并通过第一膜芯组件和第二膜芯组件上各个通道的设置形成相互独立的净水通路和浓水通路，保障了较高的产水通量和洁净程度。膜芯组件作为可以独立工作的模块化结构，拆装清洁方便，避免了积垢问题导致的过滤效率下降问题，同时使得整体纳滤膜组件的构成简单、加工方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型第一膜芯组件的结构示意图。

图3为本实用新型第二膜芯组件的结构示意图。

图4为本实用新型膜丝组件的结构示意图。

图5为本实用新型第一膜芯组件的进水端盖处侧视示意图。

图6为本实用新型第二膜芯组件的进水端盖处侧视示意图。

图7为本实用新型膜芯组件连接处的局部示意图。

图中各项：1000-外壳体，1010-浓水进口，1020-浓水出口，1030-净水出口，2000-膜芯组件，2000a-第一膜芯组件，2000b-第二膜芯组件，2010-内壳体，2011-通流间隙，2020-进水端盖，2030-产水端盖，2040-浓水进流通道，2050-净水进流通道，2060-浓水流出通道，2070-净水流出通道，2080-中心管，2090-连接管，2100-膜丝组件，2110-第一胶层，2120-第二胶层，2130-中空纤维丝。

具体实施方式

在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本实用新型的精神和范围的情况下进行机械组成、结构以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本实用新型的各个实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。

实施例一

如图1-7所示的一种纳滤膜组件，包括具有长管结构由玻璃钢或不锈钢制成的外壳体1000和安装在外壳体1000内的膜芯模块，膜芯模块由多个膜芯组件2000首尾相连而成，膜芯模块设于外壳体1000内，膜芯模块形成将从外壳体1000的首侧流入的浓水净化成从尾侧流出的净水的过滤通路。

本实施例中，膜芯组件2000包括外壁形状与外壳体1000内壁相对应的内壳体2010以及安装在内壳体2010上的膜丝组件2100、进水端盖2020和产水端盖2030，膜丝组件2100套设于内壳体2010内部用于浓水的净化处理，进水端盖2020和产水端盖2030分别设于内壳体2010的首尾两端。

本实施例中，膜芯组件2000包括第一膜芯组件2000a和第二膜芯组件2000b。第一膜芯组件2000a设置于整体外壳体1000的首端，用以承接从外壳体1000首端处流入的浓水。第一膜芯组件2000a上包括浓水进流通道2040、浓水流出通道2060和净水流出通道2070，第一膜芯组件2000a的浓水进流通道2040设置于其进水端盖2020上，请参考图5，第一膜芯组件2000a的进水端盖2020上设有多个通孔共同组成浓水进流通道2040。第二膜芯组件2000b上包括浓水进流通道2040、浓水流出通道2060、净水进流通道2050和净水流出通道2070，第二膜芯组件2000b的浓水进流通道2040、净水进流通道2050设置于其进水端盖2020上，请参考图6，第二膜芯组件2020b的进水端盖2020上设置多个绕其圆心分布的通孔作为浓水进流通道2040，并设置位于其圆心的通孔作为净水进流通道2050。请参考图2、3，第一膜芯组件2000a和第二膜芯组件2000b的浓水流出通道2060都设置在其内壳体2010的壁面，净水流出通道2070为设置在产水端盖2030上的通孔结构。在其他实施方式中，浓水进流通道2040、浓水流出通道2060、净水进流通道2050和净水流出通道2070的数量、形状与分布可以为适应不同设计需求的其他数量、几何形状以及分布位置。

过滤通路包括相互独立的净水通路和浓水通路。

净水通路至少包括相互组合的第一膜芯组件2000a和第二膜芯组件2000b中设置的膜丝组件2100的中空纤维丝2130内空间、净水进流通道2050、净水流出通道2070。

在净水通路中，第一膜芯组件2000a和第二膜芯组件2000b采用如下方式连接：第一膜芯组件2000a的净水流出通道2070连接至位于其尾侧的第二膜芯组件2000b的净水进流通道2050；第二膜芯组件2000b之间采用如下方式连接：位于首侧的第二膜芯组件2000b的净水流出通道2070连接位于其尾侧的另一个第二膜芯组件2000b的净水进流通道2050。在过滤过程中，浓水从外壳体1000首端进入并依次从第一膜芯组件2000a和各个第二膜芯组件2000b通过，在每一膜丝组件2100上通过中空纤维丝2130的过滤作用滤出净水，净水沿着净水通路流通直至从外壳体尾端排出。位于首侧的膜芯组件2000产出的净水通过其净水流出通道2070流入连接在其尾侧的膜芯组件2000的净水进流通道2050。

浓水通路至少包括相互组合的浓水进流通道2040、内壳体2010内空间、浓水流出通道2060。浓水通路中，第一膜芯组件2000a和第二膜芯组件2000b采用如下方式连接：第一膜芯组件2000a的浓水流出通道2060连接至位于其尾侧的第二膜芯组件2000b的浓水进流通道2040；第二膜芯组件2000b之间采用如下方式连接：位于首侧的第二膜芯组件2000b的浓水流出通道2060连接位于其尾侧的另一个第二膜芯组件2000b的浓水进流通道2040。在过滤过程中，浓水从外壳体1000首端进入并依次从第一膜芯组件2000a和各个第二膜芯组件2000b通过，在每一膜丝组件2100上通过中空纤维丝2130的过滤作用滤出净水，剩余浓水沿着膜丝组件2100外空间(即内壳体2010内空间)流通至该膜芯组件2000的浓水流出通道2060处流出。从浓水流出通道2060处流出的浓水流至其尾侧处的膜芯组件2000首端并从其浓水进流通道2040处流入再次进行过滤，直至得到充分滤净的剩余浓水从外壳体1000的尾端排出。

本实施例中，第二膜芯组件2000b内设有中心管2080，中心管2080两端连接该第二膜芯组件2000b的净水进流通道2050和净水流出通道2070，形成连通净水进流通道2050和净水流出通道2070并隔绝外部空间(防止浓水混入)的通道，由首侧方向上一级膜芯组件2000流入净水进流通道2050的净水直接通过中心管2080内部空间向其尾端的净水流出通道2070流通，保证了净水的产水通量，并省去了已产生的净水再次通过中空纤维丝2130的路径，提高产水效率。

本实施例中，还包括连接管2090，连接管2090两端通过插接连接于首尾相连的膜芯组件2000的净水流出通道2070和净水进流通道2050之间。一方面形成了连接首尾相连的膜芯组件2000的净水流出通道2070和净水进流通道2050并隔绝外部空间(防止浓水混入)的通道。另一方面，其插接连接结构便于多个膜芯组件2000之间的拆装。

通过设置中心管2080、连接管2090并将它们组合进入净水通路，使得净水通路的全路径与浓水隔绝，保证了产水质量和效率。

请参考图1、2、3、7，由首侧方向通过各个膜芯组件2000流至尾侧方向的净水通过设置中心管2080、连接管2090限定了稳定的流通路径。本实施例中，设置进水端盖2020周向表面通过密封环结构与外壳体1000内壁密封连接，且产水端盖2030周向表面与外壳体1000内壁间通过设置直径差值形成通流间隙2011。由首侧方向通过各个膜芯组件2000流至尾侧方向的浓水，在从首侧处的膜芯组件2000的浓水流出通道2060中流出后，因为其尾侧的膜芯组件2000的进水端盖2020的密封作用，只能通过该进水端盖2020上设置的浓水进流通道2040进入尾侧的膜芯组件2000中进行过滤。通流间隙2011使得从单个膜芯组件2000中流出的浓水呈现为从其侧壁流出并从通流间隙2011中流向其尾侧的膜芯组件2000，使得在单个膜芯组件2000的浓水和净水的流动路径在产水端盖2030之前即分离，精简了结构复杂程度，保障了净水通路和浓水通路之间的分离效果。

请参考图4，本实施例中，膜丝组件2100包括第一胶层2110、第二胶层2120和多根并列设置的中空纤维丝2130，第一胶层2110和第二胶层2120分别设于中空纤维丝2130的首尾两端。其中，中空纤维丝2130首侧端部与第一胶层2110密封连接，同时中空纤维丝2130尾侧端部贯通第二胶层2120，且浓水流出通道2060位于第一胶层2110和第二胶层2120之间。第一胶层2110上设有多个与中空纤维丝2130错开的通孔，浓水从进水端盖2020上的浓水进流通道2040流入膜芯组件2000后，即位于进水端盖2020和第一胶层2110之间的空间，并在此后通过通孔流至膜丝组件2100内并进入中空纤维丝2130的外侧，在流经中空纤维丝2130外侧的过程中，浓水在水压的作用下向中空纤维丝2130内过滤出净水，净水和浓水即通过中空纤维丝2130分离并分别位于净水通路和浓水通路中流动。中空纤维丝2130首侧端部与第一胶层2110密封连接使得浓水在进入膜丝组件2100时不会渗透、泄漏进入中空纤维丝2130内造成污染。中空纤维丝2130尾侧端部贯通第二胶层2120使得浓水在流动至第二胶层2110处后即受其阻挡由浓水流出通道2060处流出。而从首侧方向流入某一膜芯组件2000的净水在其尾侧第二胶层2120与产水端盖2030围合形成的空间内与该膜芯组件2000滤出的净水汇流后向其尾侧的膜芯组件2000流出。

本实施例中，外壳体1000首端通过设置用卡套密封安装的堵头并在堵头上设置浓水进口1010实现向本纳滤膜组件内的封闭供水。第一膜芯组件2000a的浓水进流通道2040连接浓水进口1010。同时，外壳体1000尾端同样通过设置用卡套密封安装的堵头并在堵头上设有浓水出口1020和净水出口1030实现从本纳滤膜组件内向外排出过滤后的浓水和产出的净水，位于过滤通路尾端的第二膜芯组件2000b，其浓水流出通道2060连接浓水出口1020，其净水流出通道2070连接净水出口1030。

Claims (10)

1.一种纳滤膜组件，其特征在于，包括外壳体和膜芯模块，所述膜芯模块由多个膜芯组件首尾相连而成，所述膜芯模块设于所述外壳体内，所述膜芯模块形成将首侧流入的浓水净化成从尾侧流出的净水的过滤通路。

2.根据权利要求1所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述膜芯组件包括内壳体、膜丝组件、进水端盖和产水端盖，所述膜丝组件套设于所述内壳体内部用于浓水的净化处理，所述进水端盖和产水端盖分别设于所述内壳体的首尾两端。

3.根据权利要求2所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述膜芯组件包括第一膜芯组件和多个第二膜芯组件；所述第一膜芯组件包括浓水进流通道、浓水流出通道和净水流出通道；所述第二膜芯组件包括浓水进流通道、浓水流出通道、净水进流通道和净水流出通道；所述过滤通路包括相互独立的净水通路和浓水通路；所述净水通路中，所述第一膜芯组件和第二膜芯组件采用如下方式连接：第一膜芯组件的净水流出通道连接至位于其尾侧的所述第二膜芯组件的净水进流通道；多个所述第二膜芯组件之间采用如下方式连接：位于首侧的第二膜芯组件的净水流出通道连接位于其尾侧的第二膜芯组件的净水进流通道；所述浓水通路中，所述第一膜芯组件和第二膜芯组件采用如下方式连接：第一膜芯组件的浓水流出通道连接至位于其尾侧的所述第二膜芯组件的浓水进流通道；多个所述第二膜芯组件之间采用如下方式连接：位于首侧的第二膜芯组件的浓水流出通道连接位于其尾侧的第二膜芯组件的浓水进流通道。

4.根据权利要求3所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述第二膜芯组件内设有中心管，所述中心管两端连接该所述第二膜芯组件内部的净水进流通道和净水流出通道。

5.根据权利要求3所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述纳滤膜组件还包括连接管，所述连接管两端连接位于首尾相连的所述膜芯组件之间，所述连接管首端连接位于首侧方向的膜芯组件的净水流出通道，所述连接管尾端连接位于尾侧方向的膜芯组件的净水进流通道。

6.根据权利要求3所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述进水端盖周向表面与所述外壳体内壁密封连接，所述产水端盖周向表面与所述外壳体内壁间具有通流间隙。

7.根据权利要求2至6中任一所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述膜丝组件包括第一胶层、第二胶层和多根并列设置的中空纤维丝，所述第一胶层和第二胶层分别设于所述中空纤维丝的首尾两端，所述中空纤维丝首侧端部与所述第一胶层密封连接，所述中空纤维丝尾侧端部贯通所述第二胶层。

8.根据权利要求7所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述浓水流出通道位于所述第一胶层和第二胶层之间。

9.根据权利要求3所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述外壳体首端设有浓水进口，所述第一膜芯组件的浓水进流通道连接所述浓水进口。

10.根据权利要求9所述的一种纳滤膜组件，其特征在于，所述外壳体尾端设有浓水出口和净水出口，位于所述过滤通路尾端的第二膜芯组件，其所述浓水流出通道连接所述浓水出口，其所述净水流出通道连接所述净水出口，所述浓水出口连接至外部浓水容器或所述浓水进口。

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