本發(fā)明涉及膜分離技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種微型夾板式膜試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

膜分離技術(shù)利用膜使溶劑(通常是水)同溶質(zhì)或微粒分離的技術(shù)，包括納濾、反滲透、電滲析、超過(guò)濾法等。膜分離技術(shù)廣泛地用于海水和苦咸水淡化，廢水深度處理，廢液和廢水中有用物質(zhì)的濃縮回收，并用于制取高純水等方面。

在對(duì)采用膜分離技術(shù)的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)工藝方案進(jìn)行大量的前期試驗(yàn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，膜試驗(yàn)裝置大多為中試試驗(yàn)裝置，采用的膜為4英寸或8英寸的納濾膜、苦咸水反滲透膜、海水淡化反滲透膜等組件，設(shè)備占用空間大。另外，進(jìn)行一次中試試驗(yàn)，試驗(yàn)水樣需求量大，需要的試驗(yàn)水樣量達(dá)到幾噸甚至幾十噸，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，通常為十天以上。同時(shí)，試驗(yàn)裝置還存在靈活性低，運(yùn)輸組裝拆卸不方便，試驗(yàn)裝置應(yīng)用范圍局限性大等問(wèn)題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，存在少部分用于模擬膜工藝的卷式膜小型試驗(yàn)裝置，但該裝置的膜組件同樣為納濾膜、苦咸水反滲透膜、海水淡化反滲透膜等標(biāo)準(zhǔn)的膜組件，同樣存在水樣需求量大，試驗(yàn)周期長(zhǎng)等問(wèn)題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，夾板式膜裝置均為微濾裝置、超濾裝置、電滲析器等，這些膜裝置的操作壓力較低。因此，納濾膜、苦咸水反滲透膜、海水淡化反滲透膜等操作壓力較高的膜不能應(yīng)用于夾板式膜裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供了一種微型夾板式膜試驗(yàn)裝置，主要解決了在對(duì)采用膜分離技術(shù)的工藝進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備成本高，試驗(yàn)水樣需求量大，試驗(yàn)周期長(zhǎng)，試驗(yàn)裝置靈活性低等問(wèn)題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種微型夾板式膜試驗(yàn)裝置，主要包括進(jìn)水夾板、產(chǎn)水夾板、膜片、進(jìn)水網(wǎng)墊片、進(jìn)水網(wǎng)、產(chǎn)水網(wǎng)墊片、產(chǎn)水網(wǎng)；所述進(jìn)水網(wǎng)固定于進(jìn)水網(wǎng)墊片內(nèi)；所述產(chǎn)水網(wǎng)固定于產(chǎn)水網(wǎng)墊片內(nèi)；所述進(jìn)水網(wǎng)墊片和產(chǎn)水網(wǎng)墊片夾緊固定膜片；所述進(jìn)水夾板和產(chǎn)水夾板夾緊固定進(jìn)水網(wǎng)墊片和產(chǎn)水網(wǎng)墊片；所述微型夾板式膜試驗(yàn)裝置的組合順序?yàn)檫M(jìn)水夾板、進(jìn)水網(wǎng)墊片、膜片、產(chǎn)水網(wǎng)墊片、產(chǎn)水夾板。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)水夾板設(shè)有進(jìn)水管接口和濃水管接口；所述產(chǎn)水夾板設(shè)有產(chǎn)水管接口。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)水管接口和濃水管接口對(duì)于進(jìn)水夾板呈中心對(duì)稱(chēng)分布。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)水管接口、濃水管接口和產(chǎn)水管接口均為螺紋連接。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述膜片為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜中的任意一種。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)水網(wǎng)墊片設(shè)有安裝進(jìn)水網(wǎng)的開(kāi)孔或凹槽；所述進(jìn)水網(wǎng)嵌入固定在進(jìn)水網(wǎng)墊片的開(kāi)孔或凹槽內(nèi)；所述產(chǎn)水網(wǎng)墊片設(shè)有安裝產(chǎn)水網(wǎng)的開(kāi)孔或凹槽；所述產(chǎn)水網(wǎng)嵌入固定在產(chǎn)水網(wǎng)墊片的開(kāi)孔或凹槽內(nèi)。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)水網(wǎng)墊片的開(kāi)孔或凹槽形狀為近似平行四邊形，該近似平行四邊形的兩個(gè)短邊為兩個(gè)圓弧，該兩個(gè)圓弧的凸面方向均向著所述近似平行四邊形內(nèi)；所述近似平行四邊形的兩個(gè)較小角均為圓角；所述產(chǎn)水網(wǎng)墊片的開(kāi)孔或凹槽與進(jìn)水網(wǎng)墊片的開(kāi)孔或凹槽的形狀大小一致。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)水網(wǎng)預(yù)留有進(jìn)水口和濃水口；所述產(chǎn)水網(wǎng)預(yù)留有產(chǎn)水口。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，包括進(jìn)水夾板上的進(jìn)水管接口和濃水管接口以及產(chǎn)水夾板上的產(chǎn)水管接口；所述進(jìn)水管接口與進(jìn)水口的軸向中心線(xiàn)重合；所述濃水管接口與濃水口的軸向中心線(xiàn)重合；所述產(chǎn)水管接口與產(chǎn)水口的軸向中心線(xiàn)重合。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)水夾板、產(chǎn)水夾板、膜片、進(jìn)水網(wǎng)墊片和產(chǎn)水網(wǎng)墊片的邊緣均設(shè)置有呈矩形均勻排列的若干個(gè)螺栓固定孔。

本發(fā)明的有益效果是：由于現(xiàn)有技術(shù)中的膜分離中試設(shè)備成本高、水樣需求量大，靈活性低，試驗(yàn)裝置應(yīng)用范圍局限性大，采用本發(fā)明的微型夾板式膜試驗(yàn)裝置有效解決了上述問(wèn)題。

本發(fā)明微型夾板式膜試驗(yàn)裝置的水樣處理量小，設(shè)備成本低，具有較大的靈活性，運(yùn)輸操作方便，可在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行膜分離實(shí)驗(yàn)，裝置應(yīng)用范圍廣，處理不同工藝、不同類(lèi)型的水樣，或測(cè)試不同類(lèi)型的膜處理性能和參數(shù)，僅需更換微型夾板式膜試驗(yàn)裝置中的進(jìn)水網(wǎng)、產(chǎn)水網(wǎng)和膜片。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明整體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是A處的放大圖。

圖3是本發(fā)明的進(jìn)水夾板示意圖。

圖4是本發(fā)明的產(chǎn)水夾板示意圖。

圖5是本發(fā)明的膜片示意圖。

圖6是本發(fā)明的進(jìn)水網(wǎng)墊片、進(jìn)水網(wǎng)示意圖。

圖7是本發(fā)明的產(chǎn)水網(wǎng)墊片、產(chǎn)水網(wǎng)示意圖。

圖中：1. 進(jìn)水夾板，2. 產(chǎn)水夾板，3. 膜片，4. 進(jìn)水網(wǎng)墊片，5. 進(jìn)水網(wǎng)，6. 產(chǎn)水網(wǎng)墊片，7. 產(chǎn)水網(wǎng)，11. 進(jìn)水管接口，12. 濃水管接口，21. 產(chǎn)水管接口，51. 進(jìn)水口，52. 濃水口，71. 產(chǎn)水口。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1、圖2、圖6和圖7所示的微型夾板式膜試驗(yàn)裝置，包括進(jìn)水夾板1、產(chǎn)水夾板2、膜片3、進(jìn)水網(wǎng)墊片4、進(jìn)水網(wǎng)5、產(chǎn)水網(wǎng)墊片6、產(chǎn)水網(wǎng)7。

如圖1、圖2所示的微型夾板式膜試驗(yàn)裝置，進(jìn)水網(wǎng)墊片4和產(chǎn)水網(wǎng)墊片6夾緊固定膜片3，進(jìn)水夾板1和產(chǎn)水夾板2夾緊固定進(jìn)水網(wǎng)墊片4和產(chǎn)水網(wǎng)墊片6，微型夾板式膜試驗(yàn)裝置的組合順序?yàn)檫M(jìn)水夾板1、進(jìn)水網(wǎng)墊片4、膜片3、產(chǎn)水網(wǎng)墊片6、產(chǎn)水夾板2。其中，進(jìn)水夾板1、產(chǎn)水夾板2、膜片3、進(jìn)水網(wǎng)墊片4和產(chǎn)水網(wǎng)墊片6的邊緣均設(shè)置有呈矩形均勻排列的若干個(gè)螺栓固定孔，用于固定整個(gè)夾板式膜試驗(yàn)裝置，螺栓固定孔的數(shù)量取決于夾板式膜試驗(yàn)裝置的操作壓力。

如圖3所示的進(jìn)水夾板示意圖，進(jìn)水夾板1設(shè)有進(jìn)水管接口11和濃水管接口12，水樣從進(jìn)水管接口11進(jìn)入到裝置內(nèi)，經(jīng)過(guò)膜分離濃縮后，濃水從同一側(cè)濃水管接口12排出，進(jìn)水管接口11和濃水管接口12對(duì)于進(jìn)水夾板1呈中心對(duì)稱(chēng)分布，進(jìn)水管接口11和濃水管接口12均為螺紋連接。

如圖4所示的產(chǎn)水夾板示意圖，產(chǎn)水夾板2設(shè)有產(chǎn)水管接口21，水樣經(jīng)過(guò)膜分離濃縮后，產(chǎn)水從產(chǎn)水管接口21排出，產(chǎn)水管接口21為螺紋連接。

如圖5所示的膜片示意圖，膜片3為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜中的任意一種，夾板式膜試驗(yàn)裝置可根據(jù)實(shí)際工藝來(lái)選擇相應(yīng)種類(lèi)的膜進(jìn)行微型試驗(yàn)。

如圖6所示的進(jìn)水網(wǎng)墊片、進(jìn)水網(wǎng)示意圖，進(jìn)水網(wǎng)5預(yù)留有進(jìn)水口51和濃水口52，減小進(jìn)水和濃水出水的阻力。進(jìn)水網(wǎng)墊片4設(shè)有安裝進(jìn)水網(wǎng)5的開(kāi)孔或凹槽，進(jìn)水網(wǎng)5嵌入固定在進(jìn)水網(wǎng)墊片4的開(kāi)孔或凹槽內(nèi)，進(jìn)水網(wǎng)5為水樣的流通通道，同時(shí)能讓膜片3表面流體產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，增加了膜片3的抗污染性。

進(jìn)水網(wǎng)墊片4的開(kāi)孔或凹槽形狀為近似平行四邊形，該近似平行四邊形的兩個(gè)短邊為兩個(gè)圓弧，兩個(gè)圓弧的凸面方向均向著所述近似平行四邊形內(nèi)，所述近似平行四邊形的兩個(gè)較小角均為圓角，水樣通過(guò)進(jìn)水口51，進(jìn)入夾板式膜試驗(yàn)裝置內(nèi)，膜分離濃縮后重新匯流到濃水口52，由于進(jìn)水口51側(cè)與濃水口52側(cè)的圓弧對(duì)水樣的導(dǎo)流作用，使水樣能均勻分布在流體通道內(nèi)，保持穩(wěn)定的流速，同時(shí)能避免流體通道內(nèi)產(chǎn)生死角、滯留區(qū)。

如圖7所示的進(jìn)水網(wǎng)墊片、進(jìn)水網(wǎng)示意圖，產(chǎn)水網(wǎng)7預(yù)留有產(chǎn)水口71，減小產(chǎn)水出水的阻力。產(chǎn)水網(wǎng)墊片6設(shè)有安裝產(chǎn)水網(wǎng)7的開(kāi)孔或凹槽，產(chǎn)水網(wǎng)7嵌入固定在產(chǎn)水網(wǎng)墊片6的開(kāi)孔或凹槽內(nèi)，產(chǎn)水網(wǎng)7為產(chǎn)水的流通通道，同時(shí)由于膜片3進(jìn)水側(cè)壓力大，其產(chǎn)水側(cè)壓力小，兩側(cè)存在較大壓差，產(chǎn)水網(wǎng)7還用于支撐保護(hù)膜片3，避免進(jìn)水對(duì)膜片3的剪力破壞膜片3。

下面以具體實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。

根據(jù)工藝設(shè)計(jì)條件，取某型號(hào)的海水淡化反滲透卷式膜組件中的膜片3、進(jìn)水網(wǎng)5和產(chǎn)水網(wǎng)7，將進(jìn)水網(wǎng)5和產(chǎn)水網(wǎng)7分別嵌入固定在進(jìn)水網(wǎng)墊片4和產(chǎn)水網(wǎng)墊片6的開(kāi)孔或凹槽內(nèi)，進(jìn)水網(wǎng)墊片4和產(chǎn)水網(wǎng)墊片6夾緊固定膜片3，進(jìn)水夾板1和產(chǎn)水夾板2夾緊固定進(jìn)水網(wǎng)墊片4和產(chǎn)水網(wǎng)墊片6。流量為2L/h的水樣經(jīng)過(guò)小型增壓設(shè)備增壓到5MPa（根據(jù)膜片3所需滲透壓確定）后，從進(jìn)水管接口11進(jìn)入裝置內(nèi)，在膜片3的選擇性分離作用下，透過(guò)液為產(chǎn)水，截留液為濃水，產(chǎn)水通過(guò)作為產(chǎn)水流通通道的產(chǎn)水網(wǎng)7，從產(chǎn)水管接口21排出，濃水通過(guò)作為濃水流通通道的進(jìn)水網(wǎng)5，從濃水管接口12排出，實(shí)現(xiàn)了膜分離濃縮。分析檢測(cè)進(jìn)水、濃水和產(chǎn)水的成分，可得出該種海水淡化反滲透卷式膜的處理性能。

上述實(shí)施例中的裝置更換膜片3、進(jìn)水網(wǎng)5和產(chǎn)水網(wǎng)7，即可用于處理不同工藝下不同類(lèi)型的水樣，整套裝置成本低，靈活性高，拆卸運(yùn)輸方便，所需水樣少，應(yīng)用范圍廣。

以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。