一體式耐磨、耐晶體、耐腐蝕錯流微濾膜元件的製作方法

2023-05-22 11:59:11 2

本發明涉及一種耐晶體磨損、防脫落的微濾膜元件。

背景技術：

微濾技術在水處理中的常見應用形式是製成管式膜元件，其內部由一定數量的管式膜芯按照特定的規律組合而成。它一般具有一個圓柱形的壓力容器作為殼體，端頭與壓力容器固定連接。

現有技術中的錯流式微濾膜元件由不同材質的膜管和膜殼組成。微濾膜元件有少量的大孔徑膜管，在使用時，原水從元件端面進水口進入膜管中，在壓力的作用下一部分經過微濾膜的作用形成濃度較低的水，進入淨水腔之後從側面產水口流出，這部分水可稱作產水或者淡水；另一部分從元件另一端面出水口流出，可稱作廢水或濃水。現有微濾膜元件的缺陷包括，其一：該類微濾膜元件的膜管、膜殼為分體式組裝，且製作材質不一，不同材質能夠承受的壓力不同，而在原水往往是高壓通過，容易導致膜管破損，或與膜殼中脫落。其二：該類微濾膜元件是由聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚碸（PES）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）等材料製備而成，耐磨性能差，在使用過程中很容易被原水介質濃縮過程高鹽形成的晶體劃傷，導致微濾膜時效。其三：該類膜元件通常只適用於pH範圍為2～12，耐酸鹼能力有限，不適用於更加嚴苛的原水處理。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種新型的錯流微濾膜元件，從結構和元件選材上進行改進，提高膜管的耐磨、耐腐蝕特性，能夠耐受更高固體物含量的進水，尤其是在處理含硫廢水等容易形成結晶鹽的原水過程中，能夠耐晶體劃傷，保證處理效果，延長使用壽命。

並且，膜管與膜殼為一體式結構，消除脫殼現象。

本發明解決上述問題所採用的技術方案為：一種一體式耐磨、耐晶體、耐腐蝕錯流微濾膜元件，包括膜管和膜殼，所述膜管均勻布置在膜殼內，且膜管與膜殼為均質一體式成型件，所述膜殼的一端為進水口，另一端為出水口，膜殼殼體側設置有產水口，所述產水口與膜殼內腔貫通。

具體地，所述膜殼內腔成型有兩集水腔，分別位於膜殼兩端，所述集水腔為橄欖形，具有弧形引流面，所述產水口與集水腔對應連通。

上述微濾膜元件的製備方法：微濾膜元件膜管採用噴熔法製備，通過高溫熔融聚丙烯與降溫材料，均質成膜膜孔直徑為0.2µm；膜殼採用模壓工藝製作而成，主要步驟：1、製作模具；2、加熱聚丙烯原材料；3、在模具上定位聚丙烯原材料，利用壓力成型機壓制；4、在保壓、定型後開模、取出成品，膜殼與膜管採用相同材質聚丙烯，一體成型，一體同質。

優選地，該微濾膜由聚丙烯均質成膜，賦予高強度、耐酸鹼的優點。

優選地，所述膜管直徑為5.5mm、膜孔直徑為0.2µm。

本發明微濾膜的pH適用範圍為1-14。

本發明微濾膜的操作壓力範圍為1-10bar。

本發明微濾膜的清洗和運行溫度範圍為5-65℃。

本發明微濾膜的進水固體含量最高可達180,000mg/L。

本發明微濾膜的有效膜面積為：4寸的為1m2，8寸的為8m2， 10寸的為16 m2。

與現有技術相比，本發明的優點在於：

（1）一體式膜結構能避免因長期摩擦而減弱過濾效果，使膜具有極長的使用壽命，設計壽命5～7年。

（2）膜殼與膜管採用相同材質，避免了因溫度變化導致膜管脫落的現象，結構更堅固。

（3）微濾膜元件由聚丙烯均質成膜，賦予高強度、耐酸鹼的優點，出色的抗壓性能，膜件更持久耐用；材料化學穩定性好，自如面對高酸鹼、高鹽分、高固體顆粒的嚴苛環境。

（4）通量高，堆積密度大，處理能力更強。

（5）一體化膜結構耐磨，適應更高固體顆粒介質。

（6）膜面流速高，膜清洗更簡單有效。

附圖說明

圖1為本發明實施例微濾膜的結構示意圖；

圖2為本發明實施例微濾膜的剖視圖；

圖3為本發明實施例微濾膜的端面示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

如圖1-3所示，本實施例中的一體式耐磨、耐晶體、耐腐蝕錯流微濾膜元件，包括膜管5和膜殼6，膜管5均勻布置在膜殼6內，且膜管5與膜殼6為均質一體式成型件，膜殼6的一端為進水口1，另一端為出水口2，膜殼6殼體側設置有產水口3、4，產水口3、4與膜殼6內腔貫通。再來膜殼6內腔成型有兩集水腔，分別位於膜殼兩端，集水腔為橄欖形，具有弧形引流面能夠避免運行和清洗過程中形成的水流死角，和對膜管的衝擊，產水口3、4分別與集水腔對應連通。

該微濾膜由聚丙烯均質成膜。

本實施例中，膜管直徑為5.5mm、膜孔直徑為0.2µm。

微濾膜的pH適用範圍為1-14，耐操作壓力範圍為1-10bar，溫度適應範圍廣，清洗和運行溫度範圍為5-65℃。強度高，耐磨，可適用於的進水固體含量最高可達180,000mg/L。

該微濾膜元件的製備方法：微濾膜元件膜管採用噴熔法製備，通過高溫熔融聚丙烯與降溫材料，均質成膜膜孔直徑為0.2µm；膜殼採用模壓工藝製作而成，主要步驟：1、製作模具；2、加熱聚丙烯原材料；3、在模具上定位聚丙烯原材料，利用壓力成型機壓制；4、在保壓、定型後開模、取出成品，膜殼與膜管採用相同材質聚丙烯，一體成型，一體同質。

針對於FGD廢水，其所含晶體狀鹽類成分高，普通微濾膜元件的膜管容易被晶體劃傷而失去其設計能力，本發明的微濾膜元件具有顯著的耐磨、耐晶體的特性，其使用壽命是普通微濾膜的2倍，為7～10年。

針對於FGD廢水，該廢水具有溫度變化大，普通微濾膜由於膜管材質和膜殼材質不一，膜管容易脫落，而本申請的微濾膜元件的膜管膜殼為一體同質，均為聚丙烯，有效地避免了因溫度變化導致膜脫離地弊端。

針對於電鍍槽液廢水，該廢水含有高濃度固體物質，普通微濾膜進水固體物含量上限為5%，而本申請的微濾膜的上限是普通微濾膜的3.6倍，為18%。不易堵塞，且更耐磨，使用壽命更長。

針對濃鹽水和反滲透膜濃水，普通微濾膜的操作壓力上限為5bar，本申請的微濾膜元件的能夠承受的最高壓力為普通微濾膜的2倍，為10bar。

上述具體實施方式，並不構成對本發明保護範圍的限制。本領域技術人員應該明白的是，取決於設計要求和其他因素，可以發生各種各樣的修改、組合、子組合和替代。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明保護範圍之內。