專利名稱：一種反滲透過(guò)濾器及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反滲透裝置，是一種特別適用于海水淡化的反滲透裝置。
淡水資源的緊缺已成為一個(gè)世界性問(wèn)題。不僅在干旱地區(qū)，而且在一些原先淡水資源豐富的國(guó)家或地區(qū)，由于人口的增長(zhǎng)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和環(huán)境的污染，可供飲用的淡水資源短缺也日益明顯，為此不少國(guó)家或地區(qū)已紛紛尋找新的水源。然而淡水只占地球表面總水量的2.7％，且其中90％為覆冰，可供工農(nóng)業(yè)和城市用水僅0.27％。因此，從這個(gè)意義上講，大量的占地球表面總水量97.3％的海水，才是取之不盡用之不竭的主要水源。因此海水淡化是解決水源緊缺的根本途徑之一。
據(jù)聯(lián)合國(guó)人口基金會(huì)(UNFPA)報(bào)告指出人口增長(zhǎng)速度達(dá)到0.1％供水設(shè)施將出現(xiàn)困難，而我國(guó)的人口增長(zhǎng)速度約為1.5％，因此水資源緊缺也將成為突出矛盾。淡水資源緊缺將制約這些地區(qū)的發(fā)展。然而我國(guó)又是一個(gè)具有很長(zhǎng)海岸線和擁有豐富海水資源的國(guó)家，因而進(jìn)一步加強(qiáng)海水淡化技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，必將對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高作出新貢獻(xiàn)。
海化淡化技術(shù)有時(shí)也稱為海水脫鹽技術(shù)，是一個(gè)分離海水中鹽和水的過(guò)程。按分離原理和方法的不同，海水淡化技術(shù)可分為相變法和非相變法兩大類，具體的細(xì)分如下表所示
本發(fā)明就是以此為基礎(chǔ)而做出的。
現(xiàn)有的用于海水淡化的反滲透裝置者是以微米級(jí)半透膜為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的，進(jìn)入反滲透器的海水要先經(jīng)凝聚、加鹵、加酸、過(guò)濾等處理，而且不能方便地連續(xù)操作。
目前，國(guó)內(nèi)外反滲透技術(shù)的是新進(jìn)展是納米膜的開(kāi)發(fā)。這種膜的孔徑只有納米級(jí)(10-9米)，滲透壓較大，實(shí)用時(shí)，存在著納米膜難于承受較高的壓力的問(wèn)題。納米過(guò)濾器雖可直接處理原料液，但需經(jīng)常清洗，而且不易方便地連續(xù)操作。
本發(fā)明的目的是提供一種特別適合于納米級(jí)膜的反滲透裝置，該裝置能連續(xù)操作進(jìn)行海水淡化。
本發(fā)明的裝置包括進(jìn)水管，與進(jìn)水管相連通的旁通管，旁通管中的分流導(dǎo)板，與旁通管相連通的兩個(gè)并列的過(guò)濾管，與兩過(guò)濾管相連通的匯流管，過(guò)濾管中的反滲透膜，與膜兩側(cè)的過(guò)濾管底部相連通的排放管，排放管中的排放閥，交叉連通兩過(guò)濾管的膜兩側(cè)的兩個(gè)反沖管，和膜的對(duì)著匯流管一側(cè)的止回閥。
在本發(fā)明的優(yōu)選方案中，過(guò)濾管開(kāi)有測(cè)控口，并連有自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)，例如測(cè)試壓力、溫度、流速、濃度等，特別是測(cè)試膜兩側(cè)的參數(shù)。
本發(fā)明的裝置中所用膜最好是納米膜，可以是用任何方法制得的孔徑為納米級(jí)的膜。一種特別優(yōu)選的納米膜是由二酰氯和哌嗪直接在高強(qiáng)度聚酰胺布基上進(jìn)行界面縮聚而得。由于酰胺基上沒(méi)有氫原子和對(duì)羰基有較大電子效應(yīng)，所以此膜水透過(guò)性高，其結(jié)構(gòu)通式為 分子量為1000左右。此膜還有優(yōu)異的化學(xué)和墊穩(wěn)定性，特別是對(duì)酸和氯氣。
考慮到納米膜所需承受的壓力較高，如一般為105達(dá)因/厘米2，在本發(fā)明的優(yōu)選方案中使用碟形過(guò)濾組件，將不同大小的多塊納米膜嵌裝于該組件內(nèi)，膜塊的大小和位置根據(jù)不同位置的壓力分布不同而設(shè)置，以防止應(yīng)力集中。所述組件由碟形夾套和膜構(gòu)成，碟形夾套最好由鎳一稀土雙金屬記憶材料制成。
本發(fā)明的裝置使用時(shí)，海水進(jìn)入進(jìn)水管，沿分流導(dǎo)板進(jìn)入一個(gè)過(guò)濾管，水通過(guò)膜進(jìn)入另一側(cè)，雜質(zhì)和鹽等不能透過(guò)膜，當(dāng)滯留液達(dá)到一定濃度時(shí)，分流導(dǎo)板換向，關(guān)閉該過(guò)濾管，并使海水流入另一過(guò)濾管，水透過(guò)膜進(jìn)入另一側(cè)，雜質(zhì)和鹽等不能透過(guò)膜。同時(shí)海水經(jīng)反沖管進(jìn)入被關(guān)閉的過(guò)濾管的凈水側(cè)進(jìn)行反沖洗，過(guò)濾該管的止回閥關(guān)閉，濃鹽水通過(guò)排放閥排放。這樣兩個(gè)過(guò)濾管交替進(jìn)行過(guò)濾和反沖洗，從而連續(xù)地進(jìn)行海水淡化。
本發(fā)明的裝置能連續(xù)地處理海水并連續(xù)地得到淡水，而且可自動(dòng)操作，可以無(wú)人操作生產(chǎn)。只要把海水經(jīng)常規(guī)的過(guò)濾即可經(jīng)本發(fā)明的納米膜反滲透器進(jìn)行脫鹽，毋須經(jīng)凝聚、加鹵處理、加酸處理、過(guò)濾等工序。納米膜可過(guò)濾掉細(xì)菌和雜質(zhì)，使處理后的水達(dá)到超凈水標(biāo)準(zhǔn)。用本裝置使海水脫鹽，簡(jiǎn)單、可靠。采用帶記憶、有彈性、耐腐蝕的碟形夾套改掉現(xiàn)有的尼龍膜基夾套，保證了濾膜的強(qiáng)度和減小應(yīng)力集中，使膜的壽命得到有效保證。根據(jù)單位壓強(qiáng)的分布情況，合理地將不同直徑的膜對(duì)稱地均布在記憶金屬夾套內(nèi)，使納米膜的脫鹽效果得到進(jìn)一步的提高。
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。


圖1為本發(fā)明的一種反滲透裝置的俯視圖；圖2為圖1所示的裝置的正視圖；圖3為本發(fā)明的裝置中的碟形過(guò)濾組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3為所示的組件中膜塊布置示意圖；圖5為圖3所示的組件的局部放大示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為進(jìn)水管，2為旁通管，3為納米膜過(guò)濾管，4為主要參數(shù)測(cè)控口，5為反沖管，6為濃鹽水排放閥，7為沖洗水排放閥，8為匯流管，9為分流導(dǎo)板，10為過(guò)濾組件，11為止回閥，12碟形夾套，13為納米膜。實(shí)施例按圖1-5所示制造本發(fā)明的反滲透裝置，其中碟側(cè)面的夾角(O角)為25～30°。該裝置由進(jìn)水管1、旁通管2、并列的過(guò)濾管3、匯流管8、反沖管5、自動(dòng)測(cè)示系統(tǒng)和自控分流、反沖系統(tǒng)構(gòu)成。旁通管2內(nèi)設(shè)有分流導(dǎo)板9，可控制海水流向，使海水流向開(kāi)啟的納米膜過(guò)濾管工作段，當(dāng)其滯留液到一定濃度時(shí)，自動(dòng)測(cè)示系統(tǒng)通過(guò)自控分流、反沖系統(tǒng)控制分流導(dǎo)板工作，分流導(dǎo)板旋轉(zhuǎn)開(kāi)啟納米膜過(guò)濾管備用段，關(guān)閉工作段，同時(shí)，原工作段滯留濃鹽水，通過(guò)自控排放閥排放，匯流管內(nèi)止回控制器工作，封閉工作段出口，反沖管開(kāi)啟引水沖洗，到適當(dāng)濃度時(shí)關(guān)閉，此時(shí)工作段作為備用段備用。如此交替反復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)連續(xù)不斷，從匯流管連續(xù)地得到超凈水。
權(quán)利要求
1.一種反滲透過(guò)濾器，其特征是包括進(jìn)水管，與進(jìn)水管相連通的旁通管，旁通管中的分流導(dǎo)板，與旁通管相連通的兩個(gè)并列的過(guò)濾管，與兩個(gè)過(guò)濾管相連通的匯流管，過(guò)濾管中的反滲透膜，與膜兩側(cè)的過(guò)濾管底部相連通的排放管，排放管中的排放閥，交叉連通兩過(guò)濾管的膜兩側(cè)的兩個(gè)反沖管，和膜的對(duì)著匯流管一側(cè)的止回閥。
2.如權(quán)利要求1的反滲透過(guò)濾器，其特征是過(guò)濾管開(kāi)有測(cè)控口，并連有自動(dòng)控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2的反滲透過(guò)濾器，其特征是膜兩側(cè)均開(kāi)有溫度、壓力、流速、濃度測(cè)控口。
4.如權(quán)利要求1的反滲透過(guò)濾器，其特征是所述膜是孔徑在10-9米數(shù)量級(jí)的納米膜。
5.如權(quán)利要求1的反滲透過(guò)濾器，其特征是包括過(guò)濾組件，所述組件由碟形夾套和嵌裝于其中的膜構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5的反滲透過(guò)濾器，其特征是所述碟形夾套由鎳一稀土雙金屬記憶材料制成。
7.如權(quán)利要求1或5的反滲透過(guò)濾器，其特征是所述過(guò)濾組件嵌有多塊不同大小的膜塊。
8.權(quán)利要求1-7之一的反滲透過(guò)濾器用于海水淡化。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種反滲透裝置，該裝置有進(jìn)水管、旁通管、分流導(dǎo)板、并列的過(guò)濾管、匯流管、反滲透膜、反沖管等。該裝置特別適合于用納米膜進(jìn)行海水淡化，可自動(dòng)操作，連續(xù)進(jìn)行，簡(jiǎn)單、可靠，本發(fā)明還采用記憶合金制成的碟形夾套嵌裝膜，使膜能承受較大的壓力和有較長(zhǎng)的使用壽命。
文檔編號(hào)B01D61/14GK1126633SQ9510977
公開(kāi)日1996年7月17日 申請(qǐng)日期1995年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月23日
發(fā)明者陳錦鋼, 俞國(guó)翔, 陳燦, 許雪一 申請(qǐng)人:北京大康技術(shù)發(fā)展公司