[發明專利]一種碟管式分離膜組件

有效

• 申請號: 201811442175.2
• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號: CN111229044B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 于海軍;曹義鳴;康國棟;李萌;俞聰瑤;章昭
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D63/00
• 分類號: B01D63/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明涉及一種碟管式(DT)分離膜組件，采用自身帶有流道的分離膜膜片結構，并對膜組件的密封方式進行優化。與傳統膜組件相比，新型碟管式分離膜組件具有結構簡單，膜裝填面積高，便于維護，成本低廉，組件密封性好等優勢，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及膜分離器，具體為一種碟管式(DT)分離膜組件。

背景技術

碟管式膜組件構造與傳統的卷式膜和中空纖維膜截然不同，膜柱是通過兩端都有螺紋的不銹鋼管將一組導流盤與反滲透膜緊密集結成筒狀而成的。碟管式膜組的優良性能依賴于品質優良的膜片和導流盤結構。導流盤表面有一定方式排列的凸點，使處理液形成湍流，增加透過速率和自清洗功能。導流盤將膜片夾在中間，使處理液快速切向流過膜片表面。該技術是專門針對高濃度料液的過濾分離而開發的，已成功應用近30年。其中，碟管式反滲透膜組件的應用最為廣泛。

和其他膜組件相比，碟管式反滲透具有以下四個明顯的特點：

通道寬：膜片之間的通道遠大于卷式封裝的膜組件。

流程短：液體在膜表面的流程僅7cm，而卷式封裝的膜組件為100cm。

湍流行：由于高壓的作用，滲濾液打到導流盤上的凸點后形成高速湍流，這種湍流的沖刷下，膜表面不易沉降污染物。在卷式封裝的膜組件中，網狀支架會截留污染物，造成靜水區從而帶來膜片的污染。

易維護：當拉桿已釋放時，可容易地移除液壓盤及膜墊。模塊的無損開閉允許低成本濾膜更換。

碟管式膜主要由膜片和導流盤所構成。導流盤保證原料液從膜片外沿-到膜片內沿-再到膜片外沿的順序流動，且導流盤存在很多小凸點，幫助原料液在膜表面形成湍流。同時，導流盤可以為碟管式膜提供較寬的流道，有助于降低膜污染。因此，導流盤是碟管式分離膜的關鍵部件。

根據料液在碟管式分離膜中的流動方式，導流盤需要與膜片交替排列。一根商業化8英寸碟管式分離膜中含膜片209片，導流盤為210片，有效膜面積為9.04㎡，遠小于商業化8040卷式膜組件的有效膜面積(37m²)。圖4中給出了傳統碟管式分離膜的導流盤和密封結構。(14)為傳統碟管式分離膜膜片。(15)為傳統碟管式分離膜墊圈槽。(16)為傳統碟管式分離膜組件墊圈。(17)為傳統碟管式分離膜導流盤上的凸點。有效膜面積降低導致碟管式分離膜的處理量較小，經濟性較差，處理成本高，影響了碟管式分離膜的應用。造成這種現象的原因是導流盤的厚度(4.2mm)比膜片的厚度(0.5mm)大的多。因此，通過結構設計和優化，提高分離膜的集成度，是提高碟管式分離膜性能的關鍵因素。另一方面，碟管式膜組件采用密封墊擠壓密封的方式，該方式對碟管式組件的裝配工藝提出較高要求，同時在使用過程中頻繁的加壓和泄壓操作容易造成分離膜墊圈密封性下降，導致分離膜截留性能下降。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是研發一種具有高裝填密度，良好密封性能和抗污染的碟管式分離膜組件。

為解決以上技術問題，本發明提出的技術方案是優化碟管式分離膜組件的密封結構，通過改變導流盤結構來增加膜組件的裝填密度，提高膜組件的有效膜面積。采用帶有抗菌基團的隔網材料，在隔網上形成凸點已保持原料液在分離膜的湍流形態。所述的分離膜膜片分為兩種。一種膜片的流道在膜片的外側；一種膜片的流道在膜片的內側，兩種膜片交替排列，膜片的形狀為圓形；所述的密封圈為Y型圈，在加壓后可以自動壓緊，形成密封層；所述的分離膜隔網形式為傳統的反滲透進水隔網，隔網上含有凸點形成湍流。所述的墊圈支撐板的厚度為2.5mm，小于原有導流板的厚度4.2mm，可以大幅度提高碟管式分離膜的裝填密度。