一種提高卷式膜組件耐污染能力的隔網(wǎng)的制作方法
【專利摘要】一種用于螺旋卷式膜組件的新型多層結(jié)構(gòu)隔網(wǎng)，它在提高螺旋卷式膜組件耐污染能力的同時，也可適當降低膜組件原料流側(cè)的流阻，其特征在于包括：利用隔網(wǎng)結(jié)構(gòu)將膜組件中的原料流體分為膜表面和中間層兩部分；在貼近分離膜側(cè)的隔網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)構(gòu)用于強化分離膜表面的湍流，利用流體動力使得原料流體中的雜質(zhì)不易在分離膜表面停留、沉積；隔網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)的中間層用于降低沿原料流體流動方向的流阻，便于將因上述b措施卷入中間層的雜質(zhì)盡快流出膜組件。
【專利說明】一種提高卷式膜組件耐污染能力的隔網(wǎng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種新穎的多層結(jié)構(gòu)隔網(wǎng)，用于通過在螺旋卷式膜組件的制作過程中將其卷入，從而提高螺旋卷式膜組件的耐污染能力，并適當降低膜組件原料流側(cè)的流阻。它可廣泛應(yīng)用于膜處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]膜分離技術(shù)已廣泛應(yīng)用于制藥、水處理和食品加工等多個領(lǐng)域。
[0003]圖5顯示了現(xiàn)有技術(shù)的螺旋卷式膜組件中的膜卷(或稱膜元件)的構(gòu)成。如圖5所示，螺旋卷式膜組件的結(jié)構(gòu)是由中間為多孔支撐材料，兩邊是膜的“雙層結(jié)構(gòu)”裝配組成的。其中三個邊沿被密封而黏結(jié)成膜袋狀，另一個開放的邊沿與一根多孔透過物中心收集管(中心管)連接，在膜袋外部的原料側(cè)再墊一層網(wǎng)眼型間隔材料(隔網(wǎng))，即是將膜-多孔支撐體-隔網(wǎng)依次疊合，繞中心管緊密地卷在一起，形成一個膜卷(或稱膜元件)，再裝進圓柱形壓力容器中，構(gòu)成一個螺旋卷式膜組件。
[0004]因此，延長分離膜的使用壽命，可以節(jié)省生產(chǎn)過程的運行成本，減少廢棄膜的處理費用。
[0005]生產(chǎn)過程中，分離膜失效的主要原因是膜被原料側(cè)流體中的雜質(zhì)污染，使得膜通量降低。實際上，只要膜一投入使用，膜污染隨即發(fā)生。因此，迫切需要提高分離膜的抗污染能力的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]膜被污染的宏觀表現(xiàn)為膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞和膜表面被污染物覆蓋。一方面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞的機理十分復(fù)雜，在生產(chǎn)使用條件下主要是由于原料流體中的雜質(zhì)擴散進入膜內(nèi)部，導(dǎo)致膜的介觀結(jié)構(gòu)的改變甚至微觀結(jié)構(gòu)的破壞。另一方面，實際使用中，原料流體被壓向分離膜一側(cè)，特定的小部分物質(zhì)穿過膜到達膜的另一面，這必然導(dǎo)致被截留流體中的部分物質(zhì)在壓力、與膜表面的靜電力、分子力的作用下覆蓋膜表面。
[0007]因此，提高分離膜的抗污染能力可以從改善膜材料和減少覆蓋膜表面的污染物這兩方面著手
[0008]基于這樣的認識，且針對膜表面污染物沉積這一問題，本發(fā)明人提出了一種新穎的隔網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以減少螺旋卷式膜組件中分離膜表面污染物的沉降，同時，該結(jié)構(gòu)也會適當降低螺旋卷式膜組件原料側(cè)的流阻。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種螺旋卷式膜組件，其特征在于包括:
[0010]位于中間的多孔支撐材料體，
[0011]位于所述多孔支撐材料兩邊的膜，
[0012]一根多孔中心管，用于收集所述膜的透過物，所述膜的一個開放的邊沿與所述中心管連接，
[0013]墊在膜的原料側(cè)的隔網(wǎng)，所述隔網(wǎng)由網(wǎng)眼型間隔材料制成，[0014]其中，
[0015]所述隔網(wǎng)包括順流層和設(shè)置在順流層之間的擾流層。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的方面，提供了一種減少螺旋卷式膜組件中分離膜表面污染物的方法，其特征在于包括:
[0017]A)利用上述隔網(wǎng)將膜組件中的原料流體分為膜表面層和中間層兩部分；
[0018]B)用貼近所述膜側(cè)的所述隔網(wǎng)的所述擾流層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)強化分離所述膜表面層中的湍流，利用流體動力阻止原料流體中的雜質(zhì)在所述膜的表面停留和/或沉積；
[0019]C)用隔網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)的順流層用于降低沿原料流體的流動方向的流阻，以便于將因上述步驟B)卷入所述中間層的雜質(zhì)盡快流出所述膜組件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1 一 4分別給出了根據(jù)本發(fā)明的第一一第四實施例的隔網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5顯示了可應(yīng)用本發(fā)明的螺旋卷式膜組件。
【具體實施方式】
[0022]圖1 一 4分別給出了根據(jù)本發(fā)明的第一至第三實施例的隔網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的隔網(wǎng)在螺旋卷式膜組件中的使用方式與目前常用的隔網(wǎng)類似，但本發(fā)明的隔網(wǎng)有安裝方向要求，即隔網(wǎng)中間層的流道方向必須與原料流體的流動方向一致。
[0023]圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的隔網(wǎng)包括設(shè)置在順流層之間的單層擾流層。順流層包括沿著流動方向平行布置的順流層網(wǎng)條101。擾流層包括擾流層網(wǎng)條102、103。每個擾流層中的網(wǎng)條102或103彼此平行并與流動方向成一個角度。其中，位于每個順流層兩側(cè)的兩個擾流層的網(wǎng)條102、103彼此成一個交叉角度。
[0024]在圖2所示的根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的隔網(wǎng)包括設(shè)置在順流層之間的單層擾流層。圖2的實施例與圖1實施例的不同在于，位于每個順流層兩側(cè)的兩個擾流層的網(wǎng)條202、203彼此平行。
[0025]圖3所示的根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的隔網(wǎng)包括設(shè)置在順流層之間的雙層擾流層。順流層包括沿著流動方向平行布置的順流層網(wǎng)條101。擾流層包括擾流層網(wǎng)條302、303、304、305。每個擾流層包括兩層的網(wǎng)條302、304和303、305。每層網(wǎng)條302、304、303或305彼此平行并與流動方向成一個角度。每個擾流層中的兩層網(wǎng)條302、304和303、305彼此成一個角度。
[0026]圖4和圖3的實施例基本相同，它們區(qū)別是擾流層的各層網(wǎng)條302、304、303或305的排列方向。
[0027]借助根據(jù)圖1 一 4所示的實施例的隔網(wǎng)，原料流體被分為膜表面層和中間層兩部分；在貼近分離膜設(shè)置的隔網(wǎng)的擾流層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)強化了分離膜表面的湍流，從而利用流體動力使得原料流體中的雜質(zhì)不易在分離膜表面停留、沉積；隔網(wǎng)的順流層降低了沿原料流體流動方向的流阻，便于將因上述步驟卷入上述中間層的雜質(zhì)盡快流出膜組件。
【權(quán)利要求】
1.螺旋卷式膜組件，其特征在于包括: 位于中間的多孔支撐材料體， 位于所述多孔支撐材料兩邊的膜， 一根多孔中心管，用于收集所述膜的透過物，所述膜的一個開放的邊沿與所述中心管連接， 墊在膜的原料側(cè)的隔網(wǎng)，所述隔網(wǎng)由網(wǎng)眼型間隔材料制成， 其中， 所述隔網(wǎng)包括順流層和設(shè)置在順流層之間的擾流層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的螺旋卷式膜組件，其特征在于: 所述順流層包括與原料的流動方向相平行地布置的順流層網(wǎng)條， 所述擾流層包括與所述流動方向成一定角度的擾流層網(wǎng)條。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的螺旋卷式膜組件，其特征在于: 所述膜的與所述中心管連接的所述一個開放的邊沿之外的三個邊沿被密封而黏結(jié)成膜袋狀， 所述膜、多孔支撐材料體、隔網(wǎng)的依次疊合體繞所述中心管緊密地卷在一起，形成一個膜卷，所述膜卷再裝進圓柱形壓力容器中，從而構(gòu)成一個螺旋卷式膜組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的螺旋卷式膜組件，其特征在于: 位于每個順流層兩側(cè)的兩個擾流層的網(wǎng)條彼此平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的螺旋卷式膜組件，其特征在于: 每個所述擾流層包括兩層的網(wǎng)條(302、304和303、305)，每個擾流層中的兩層網(wǎng)條(302,304)和(303、305)彼此成一個角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一 5之一的螺旋卷式膜組件中的隔網(wǎng)。
7.一種螺旋卷式膜組件中分離膜表面污染物的方法，所述螺旋卷式膜組件包括: 位于中間的多孔支撐材料體， 位于所述多孔支撐材料兩邊的膜， 一根多孔中心管，用于收集所述膜的透過物，所述膜的一個開放的邊沿與所述中心管連接， 墊在膜的原料側(cè)的隔網(wǎng)，所述隔網(wǎng)由網(wǎng)眼型間隔材料制成， 其中 所述膜的與所述中心管連接的所述一個開放的邊沿之外的三個邊沿被密封而黏結(jié)成膜袋狀， 所述膜、多孔支撐材料體、隔網(wǎng)的依次疊合體繞所述中心管緊密地卷在一起，形成一個膜卷，所述膜卷再裝進圓柱形壓力容器中，從而構(gòu)成所述螺旋卷式膜組件， 其特征在于包括: A)利用根據(jù)權(quán)利要求6的隔網(wǎng)將膜組件中的原料流體分為膜表面層和中間層兩部分； B)用貼近所述膜側(cè)的所述隔網(wǎng)的所述擾流層的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)強化分離所述膜表面層中的湍流，利用流體動力阻止原料流體中的雜質(zhì)在所述膜的表面停留和/或沉積； C)用隔網(wǎng)網(wǎng)格結(jié)的順流層用于降低沿原料流體的流動方向的流阻，以便于將因上述步驟B)卷入所述中間層的雜質(zhì)盡快流出所述膜組件。
【文檔編號】B01D63/10GK103566768SQ201310500738
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】傅嵐, 高峰, 楊松林, 任春波, 丁平 申請人:中國航天員科研訓(xùn)練中心