CN107890781A - 一种中空纤维超滤‑反渗透集成膜组件及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中空纤维超滤‑反渗透集成膜组件及其制备工艺，该集成膜组件包括：中心管、超低压反渗透膜、产水流道网、中空纤维超滤膜和膜组件外壳。所述中心管管壁上有过水口，一端密封，另一端开口作为纯水出水口。所述超低压反渗透膜最高运行压力不超过0.4MPa，将超低压反渗透膜焊接为反渗透膜袋；所述中空纤维膜超滤是内压式超滤中空纤维膜，均匀填充到相邻两个反渗透膜袋之间。根据本发明的中空纤维超滤‑反渗透集成膜组件，整体结构更加精简，可省略掉现有净水设备的多级预处理装置，因此能够起到节约材料和环保的作用。同时超滤中空纤维膜部分通过定期改变进出水方向反向冲清洗膜内壁，可以数倍的延长膜元件整体的使用寿命。

Description

一种中空纤维超滤-反渗透集成膜组件及其制备工艺

技术领域

本发明涉及水处理设备制造技术领域，特别涉及一种中空纤维超滤-反渗透集成膜组件及其制备工艺。

背景技术

膜分离技术是一门新兴的多种学科交叉的高新技术，被公认为是21 世纪最重要的新技术之一。分离膜按其孔径的大小可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、正渗透膜和反渗透膜等，其中超滤是介于微滤和纳滤之间的水处理技术，超滤膜孔径范围为0.001—0.02 μm，截留分子量一般为500—1000000 Da，截留物通常为大分子粒子和胶体粒子，操作压力一般为0.2—0.4 MPa。中空纤维超滤膜由于其耐压性能好、填充密度大、比表面积高等优点被广泛应用于水处理工艺过程中。

反渗透膜孔径范围为0.1—1 nm，分离对象是溶解于水中的离子和分子量几百以上的有机物。随着居民对用水质量认识的提高以及国家环保政策的下发，反渗透膜在生活和工业生产的应用领域越来越广，包括饮用水、锅炉补给水、医药、食品、苦咸水脱盐以及工业废水处理等多个领域，特别是螺旋卷式反渗透膜元件，由于其紧凑的设计、低廉的价格使其占据了大部分市场份额。

现有反渗透膜元件采用浓水隔网为反渗透膜提供进水通道，浓水隔网质地坚硬，容易对反渗透膜造成划伤，也容易沉积污染物，进而影响反渗透膜元件的分离性能和使用寿命。

同时反渗透膜对原水的水质有较高的要求，水质太差会造成反渗透膜的污染，影响反渗透膜的分离效率，降低反渗透膜的使用寿命，现有的解决方法是在使用反渗透膜时配备一些前置预处理装置，如活性炭，PP棉等，这样使整个过滤体系繁琐、占用空间大，同时这些材料易于长菌造成二次污染，需要定期更换，造成材料的浪费和环境的污染。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的主要目的是提供一种中空纤维超滤-反渗透集成膜组件及其制备工艺，旨在解决现有技术的不足，即水处理过程中一次性前置预处理材料的损耗量大和整体膜元件的使用寿命短。

为实现上述目的，本发明提出的一种中空纤维超滤-反渗透集成膜组件，其制备工艺包括：

1.制备反渗透膜袋，选用超低压反渗透膜片，具体方法是将反渗透膜片沿背面（无纺布面）对折，中间***导水网，将对折好的膜片两个侧边使用AB胶密封，做成一个反渗透膜袋。

2.依次用胶将所述反渗透膜袋焊接到中心管上，膜袋开口朝向中心管上的过水口。将焊接好的膜袋按特定方向在中心管上卷一圈，增加膜袋的牢固性。

3.将内压式中空纤维超滤膜均匀填充到所述两个膜袋之间，且所述中空纤维超滤膜长度要比与之平行的膜袋长，留出浇铸、切端的距离（如图2虚线处）。

4.将中空纤维膜、反渗透膜袋和中心管整体封装到膜组件外壳内，使用环氧树脂将中空纤维膜两端和膜组件外壳进行浇铸、切端。所述外壳（如图2）为圆柱形，两端分别为原水的入水口和出水口，并配有相应的旋拧盖，外壳侧面有一个反渗透浓缩水出水口。中心管一端为纯水出水口，另一端密封。

与现有技术相比，本发明所述的一种中空纤维超滤-反渗透集成膜组件及其制备工艺具有以下特点：

1.采用中空纤维超滤-反渗透集成膜组件的形式，使得整个净水结构更加精简、紧凑，节省空间、材料和操作成本；

2.中空纤维膜均匀分布在反渗透膜袋之间，可以起到浓水隔网的作用，改善整个组件内的水流状态，为反渗透膜袋提供更加均匀的水流通道；

3.与现有反渗透膜元件所用的浓水隔网相比，中空纤维超滤膜外形细圆且柔软，不会对反渗透膜表面造成划伤，保障膜的分离效率和稳定性；

4.采用中空纤维超滤-反渗透集成膜组件的形式，可以省略掉现有净水设备的多级前置预处理装置，能够起到节约材料和环保的作用。同时中空纤维超滤膜通过定期改变进出水方向反向冲清洗膜内壁，可以数延长整体膜组件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的横切面结构示意图。

图2为本发明实施例的结构示意图。

图中，1是反渗透膜，2是产水网，3是中心管，4是中空纤维膜，5是膜组件外壳，6是膜组件的进水口，7是中空纤维超滤膜浓缩水出水口，8是反渗透浓缩水出水口，9是纯水出水口，10是密封口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1，2对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本发明所保护的范围包括但不限于以下描述的实施例。

使用流程：如图1、2所示，使用隔膜泵将原水从所述一体膜组件的进水口6进水，调节适当的压力，原水经过内压式中空纤维超滤膜4过滤后，浓缩水通过出水口7排出，过滤水沿着中空纤维膜4外壁流向反渗透膜1表面。经过反渗透膜过滤后的水沿产水网2流向中心管3，经中心管过水口流出。经过以上过滤过程就可以在集成膜组件的出水口9得到纯水。

实施例1

首先，制作反渗透膜袋，具体操作方法为：通过在平板超滤基膜上界面聚合的方法制备聚砜-聚酰胺超低压反渗透膜片，将反渗透膜片1沿背面（无纺布面）对折，中间***导水网2，将对折好的膜片两个侧边与导水网使用AB胶密封，做成一个一端开口的反渗透膜袋。

其次，依次用胶将所述反渗透膜袋焊接到中心管3上，膜袋开口朝向中心管上的过水口。将焊接好的膜袋按特定方向在中心管上卷一圈，增加膜袋的牢固性。

然后，将聚砜内压式中空纤维超滤膜4均匀填充到上述相邻两个膜袋之间，且所述超滤中空纤维膜长度要比与之平行的膜袋长，留出浇铸、切端的距离（如图2虚线处）。

最后，将中空纤维膜、反渗透膜袋和中心管整体封装到膜组件外壳5内，使用环氧树脂将中空纤维膜两端和膜组件外壳进行浇铸、切端。所述外壳为圆柱形，两端分别为原水的入水口6和出水口7，并配有相应的旋拧盖，外壳侧面有一个反渗透浓缩水出水口8。中心管一端为纯水出水口9，另一端10密封。

实施例2

首先，制作反渗透膜袋，具体操作方法为：通过在平板超滤基膜上界面聚合的方法制备聚醚砜-聚芳香酰胺超低压反渗透膜片，将反渗透膜片1沿背面（无纺布面）对折，中间***导水网2，将对折好的膜片两个侧边与导水网使用AB胶密封，做成一个一端开口的反渗透膜袋。

其次，依次用胶将所述反渗透膜袋焊接到中心管3上，膜袋开口朝向中心管上的过水口。将焊接好的膜袋按特定方向在中心管上卷一圈，增加膜袋的牢固性。

然后，将聚偏氟乙烯内压式中空纤维超滤膜4均匀填充到上述相邻两个膜袋之间，且所述超滤中空纤维膜长度要比与之平行的膜袋长，留出浇铸、切端的距离（如图2虚线处）。

最后，将中空纤维膜、反渗透膜袋和中心管整体封装到膜组件外壳5内，使用环氧树脂将中空纤维膜两端和膜组件外壳进行浇铸、切端。所述外壳为圆柱形，两端分别为原水的入水口6和出水口7，并配有相应的旋拧盖，外壳侧面有一个反渗透浓缩水出水口8。中心管一端为纯水出水口9，另一端10密封。

以上是本发明的实施方式。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离基本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种中空纤维超滤-反渗透集成膜组件及其制备工艺，其特征在于，包括：中心管，作为纯水的出水导管；超低压反渗透膜，反渗透膜片沿背面（无纺布面）对折，中间***导水网，将对折好的膜片两个侧边焊接密封，做成一个反渗透膜袋；产水流道网，***上述对折好的膜片中，两个侧边焊接密封，做成一个反渗透膜袋；中空纤维超滤膜，为内压式中空纤维超滤膜，均匀填充到两个反渗透膜袋之间；膜组件外壳，用于将中空纤维超滤膜和反渗透膜袋浇铸成型。

2.根据权利要求1所述的中心管，其特征在于，所述中心管管壁上有过水口，中心管一端密封，另一端开口作为纯水的出水口。

3.根据权利要求1所述的超低压反渗透膜，其特征在于，最高运行压力不超过0.4MPa，将超低压反渗透膜焊接为反渗透膜袋，具体操作为：反渗透膜片沿背面（无纺布面）对折，中间***导水网，将对折好的膜片两个侧边使用AB胶密封，做成一个反渗透膜袋。

4.根据权利要求1所述的产水流道网，其特征在于，是宽流道网，用于将膜袋过滤的纯水迅速导流，减缓水的阻力。

5.根据权利要求1所述的中空纤维超滤膜，其特征为内压式超滤中空纤维膜，均匀填充到相邻两个反渗透膜袋之间，且所述超滤中空纤维膜长度要比与之平行的反渗透膜袋长，留出浇铸、切端的距离。

6.根据权利要求1所述的膜组件外壳，其特征在于，将中空纤维超滤膜和反渗透膜袋封装到膜组件外壳内，使用环氧树脂将中空纤维膜两端和膜组件外壳浇铸、切端，所述外壳为圆柱形，两端分别开口，侧面有一个反渗透浓缩水出水口，出水口处设有阀门可调节出水量。