一種反滲透過濾器及其用途的製作方法
2023-11-10 10:52:27 2
專利名稱：一種反滲透過濾器及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及反滲透裝置，是一種特別適用於海水淡化的反滲透裝置。
淡水資源的緊缺已成為一個世界性問題。不僅在乾旱地區，而且在一些原先淡水資源豐富的國家或地區，由於人口的增長、工農業生產的發展和環境的汙染，可供飲用的淡水資源短缺也日益明顯，為此不少國家或地區已紛紛尋找新的水源。然而淡水只佔地球表面總水量的2.7％，且其中90％為覆冰，可供工農業和城市用水僅0.27％。因此，從這個意義上講，大量的佔地球表面總水量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。
據聯合國人口基金會(UNFPA)報告指出人口增長速度達到0.1％供水設施將出現困難，而我國的人口增長速度約為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的發展。然而我國又是一個具有很長海岸線和擁有豐富海水資源的國家，因而進一步加強海水淡化技術的研究開發，必將對我國經濟發展和人民生活水平的提高作出新貢獻。
海化淡化技術有時也稱為海水脫鹽技術，是一個分離海水中鹽和水的過程。按分離原理和方法的不同，海水淡化技術可分為相變法和非相變法兩大類，具體的細分如下表所示
本發明就是以此為基礎而做出的。
現有的用於海水淡化的反滲透裝置者是以微米級半透膜為基礎設計的，進入反滲透器的海水要先經凝聚、加滷、加酸、過濾等處理，而且不能方便地連續操作。
目前，國內外反滲透技術的是新進展是納米膜的開發。這種膜的孔徑只有納米級(10-9米)，滲透壓較大，實用時，存在著納米膜難於承受較高的壓力的問題。納米過濾器雖可直接處理原料液，但需經常清洗，而且不易方便地連續操作。
本發明的目的是提供一種特別適合於納米級膜的反滲透裝置，該裝置能連續操作進行海水淡化。
本發明的裝置包括進水管，與進水管相連通的旁通管，旁通管中的分流導板，與旁通管相連通的兩個並列的過濾管，與兩過濾管相連通的匯流管，過濾管中的反滲透膜，與膜兩側的過濾管底部相連通的排放管，排放管中的排放閥，交叉連通兩過濾管的膜兩側的兩個反衝管，和膜的對著匯流管一側的止回閥。
在本發明的優選方案中，過濾管開有測控口，並連有自動測控系統，例如測試壓力、溫度、流速、濃度等，特別是測試膜兩側的參數。
本發明的裝置中所用膜最好是納米膜，可以是用任何方法製得的孔徑為納米級的膜。一種特別優選的納米膜是由二醯氯和哌嗪直接在高強度聚醯胺布基上進行界面縮聚而得。由於醯胺基上沒有氫原子和對羰基有較大電子效應，所以此膜水透過性高，其結構通式為 分子量為1000左右。此膜還有優異的化學和墊穩定性，特別是對酸和氯氣。
考慮到納米膜所需承受的壓力較高，如一般為105達因/釐米2，在本發明的優選方案中使用碟形過濾組件，將不同大小的多塊納米膜嵌裝於該組件內，膜塊的大小和位置根據不同位置的壓力分布不同而設置，以防止應力集中。所述組件由碟形夾套和膜構成，碟形夾套最好由鎳一稀土雙金屬記憶材料製成。
本發明的裝置使用時，海水進入進水管，沿分流導板進入一個過濾管，水通過膜進入另一側，雜質和鹽等不能透過膜，當滯留液達到一定濃度時，分流導板換向，關閉該過濾管，並使海水流入另一過濾管，水透過膜進入另一側，雜質和鹽等不能透過膜。同時海水經反衝管進入被關閉的過濾管的淨水側進行反衝洗，過濾該管的止回閥關閉，濃鹽水通過排放閥排放。這樣兩個過濾管交替進行過濾和反衝洗，從而連續地進行海水淡化。
本發明的裝置能連續地處理海水並連續地得到淡水，而且可自動操作，可以無人操作生產。只要把海水經常規的過濾即可經本發明的納米膜反滲透器進行脫鹽，毋須經凝聚、加滷處理、加酸處理、過濾等工序。納米膜可過濾掉細菌和雜質，使處理後的水達到超淨水標準。用本裝置使海水脫鹽，簡單、可靠。採用帶記憶、有彈性、耐腐蝕的碟形夾套改掉現有的尼龍膜基夾套，保證了濾膜的強度和減小應力集中，使膜的壽命得到有效保證。根據單位壓強的分布情況，合理地將不同直徑的膜對稱地均布在記憶金屬夾套內，使納米膜的脫鹽效果得到進一步的提高。
下面通過附圖和實施例進一步說明本發明。
圖1為本發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為本發明的裝置中的碟形過濾組件的結構示意圖；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。
圖中標號1為進水管，2為旁通管，3為納米膜過濾管，4為主要參數測控口，5為反衝管，6為濃鹽水排放閥，7為衝洗水排放閥，8為匯流管，9為分流導板，10為過濾組件，11為止回閥，12碟形夾套，13為納米膜。實施例按圖1-5所示製造本發明的反滲透裝置，其中碟側面的夾角(O角)為25～30°。該裝置由進水管1、旁通管2、並列的過濾管3、匯流管8、反衝管5、自動測示系統和自控分流、反衝系統構成。旁通管2內設有分流導板9，可控制海水流向，使海水流向開啟的納米膜過濾管工作段，當其滯留液到一定濃度時，自動測示系統通過自控分流、反衝系統控制分流導板工作，分流導板旋轉開啟納米膜過濾管備用段，關閉工作段，同時，原工作段滯留濃鹽水，通過自控排放閥排放，匯流管內止回控制器工作，封閉工作段出口，反衝管開啟引水衝洗，到適當濃度時關閉，此時工作段作為備用段備用。如此交替反覆，使整個系統工作狀態連續不斷，從匯流管連續地得到超淨水。
權利要求
1.一種反滲透過濾器，其特徵是包括進水管，與進水管相連通的旁通管，旁通管中的分流導板，與旁通管相連通的兩個並列的過濾管，與兩個過濾管相連通的匯流管，過濾管中的反滲透膜，與膜兩側的過濾管底部相連通的排放管，排放管中的排放閥，交叉連通兩過濾管的膜兩側的兩個反衝管，和膜的對著匯流管一側的止回閥。
2.如權利要求1的反滲透過濾器，其特徵是過濾管開有測控口，並連有自動控制系統。
3.如權利要求2的反滲透過濾器，其特徵是膜兩側均開有溫度、壓力、流速、濃度測控口。
4.如權利要求1的反滲透過濾器，其特徵是所述膜是孔徑在10-9米數量級的納米膜。
5.如權利要求1的反滲透過濾器，其特徵是包括過濾組件，所述組件由碟形夾套和嵌裝於其中的膜構成。
6.如權利要求5的反滲透過濾器，其特徵是所述碟形夾套由鎳一稀土雙金屬記憶材料製成。
7.如權利要求1或5的反滲透過濾器，其特徵是所述過濾組件嵌有多塊不同大小的膜塊。
8.權利要求1-7之一的反滲透過濾器用於海水淡化。
全文摘要
本發明公開了一種反滲透裝置，該裝置有進水管、旁通管、分流導板、並列的過濾管、匯流管、反滲透膜、反衝管等。該裝置特別適合於用納米膜進行海水淡化，可自動操作，連續進行，簡單、可靠，本發明還採用記憶合金製成的碟形夾套嵌裝膜，使膜能承受較大的壓力和有較長的使用壽命。
文檔編號B01D61/14GK1126633SQ9510977
公開日1996年7月17日 申請日期1995年8月23日 優先權日1995年8月23日
發明者陳錦鋼, 俞國翔, 陳燦, 許雪一 申請人:北京大康技術發展公司