一种抗结垢反渗透膜元件的制作方法

本实用新型涉及净化技术技术领域，具体涉及一种抗结垢反渗透膜元件。

背景技术：

反渗透膜元件广泛应用于电力电子、石油化工、钢铁、医药、市政等领域，在海水淡化、苦咸水脱盐、锅炉用水、工业纯水制备、饮用水生产等分离过程中发挥着重要的作业。现有的反渗透膜元件根据外形特征可分为以下几类：中空纤维式、卷式、管式、板框式。卷式膜元件由多叶膜袋组成，每一叶膜袋由两片膜正面相背的膜片、置于两片膜背面间的产品水流道和放置在膜正面的网格状进水流道组成，该膜袋三边用胶粘剂密封，第四边开口于有孔的产水收集管上。卷式膜元件与管式、板式和中空纤维式等其他元件结构相比，具有水流分布均匀、耐污染程度高、更换费用低、外部管路简单、易于清洗、维护保养便捷等优点。

在使用过程中，反渗透膜元件易受到的污染物包括碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶以及金属氧化物和硅沉积物等无机盐沉淀，天然有机物、合成有机物以及无机-有机络合物等有机物，藻类、细菌、真菌等微生物，悬浮物和胶体颗粒物。无机污染主要是指碳酸钙及钙、钡、锶的硫酸盐、硅酸盐等结垢物质对反渗透膜造成污染，其中以碳酸钙和硫酸钙等盐垢最为常见。伴随着膜面无机污染的发生，膜的基本分离性能逐渐变差，包括盐截率、产水量和跨膜压差，当无机污染发生到一定程度，反渗透膜元件基本没有产水量，严重影响膜元件使用寿命。

因此，开发一种结构精简、产水量高且使用寿命长的反渗透膜元件具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种结构精简、产水量高且使用寿命长的反渗透膜元件，具体技术方案如下：

一种抗结垢反渗透膜元件，包括膜工作单元和抗结垢药剂缓释单元；

所述膜工作单元包括中心管以及以卷绕方式设置在所述中心管上的反渗透膜组；

所述抗结垢药剂缓释单元包括柱体以及设置在所述柱体两端的两组防流失板件，所述抗结垢药剂缓释单元可拆卸式套设在所述中心管上，两组所述防流失板件上均设有多个用于原水通过的通孔；两组所述防流失板件和所述柱体形成用于容纳抗结垢药剂的腔体，原水能经过所述抗结垢药剂缓释单元后进入所述膜工作单元。

以上技术方案中优选的，所述中心管上设有多组纯水流道孔组，每组所述纯水流通孔组的长度方向均与中心管的长度方向相同，每组纯水通道孔组包括多个并列设置的纯水流道孔。

以上技术方案中优选的，所述反渗透膜组包括一个或多个反渗透膜单件，单个所述反渗透膜单件包括两页正面相对设置的反渗透膜片，两页所述反渗透膜片的短边均通过粘贴形式固定在所述中心管的外壁上；两页所述反渗透膜片的正面之间形成原水流道，单个所述反渗透膜单件中所述反渗透膜片的反面外侧或两个所述反渗透膜单件之间形成出水通道，所述出水通道与所述纯水流道孔连通。

以上技术方案中优选的，两页所述反渗透膜片的正面之间设有进水流道布形成原水流道；单个所述反渗透膜单件中所述反渗透膜片的反面外侧或两个所述反渗透膜单件之间设有产水流道布形成出水通道。

以上技术方案中优选的，所述柱体和所述中心管同中心轴线设置；

在垂直于所述柱体的中心轴线的平面上，所述通孔的形状为圆形、椭圆形、正方形、长方形、扇形、五边形以及六边形中的至少一种。

以上技术方案中优选的，所述通孔的形状为圆形，其直径为0.1mm-10mm。

以上技术方案中优选的，所述抗结垢药剂为含磷阻垢剂。

以上技术方案中优选的，所述抗结垢药剂为硅磷晶和/或聚磷酸盐晶体。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的抗结垢反渗透膜元件包括膜工作单元和抗结垢药剂缓释单元，膜工作单元包括中心管以及以卷绕方式设置在所述中心管上的反渗透膜组；抗结垢药剂缓释单元包括柱体以及设置在所述柱体两端的两组防流失板件，两组防流失板件上均设有多个用于原水通过的通孔；两组防流失板件和柱体形成用于容纳抗结垢药剂的腔体。整体结构精简；采用本实用新型结构的反渗透模组，原水先经过所述抗结垢药剂缓释单元后再进入所述膜工作单元，原水从抗结垢单元通过时，抗结垢药剂能缓慢释放至原水中，能有效预防原水(特别是高硬度、高碱度原水由于浓缩造成的)结垢现象，既能确保高的产水量，又能提高膜元件的使用寿命。

(2)本实用新型中中心管上纯水流道孔组的布置方式，便于产水；反渗透膜组中的反渗透膜片的短边和中心管的外壁实现完全密封粘贴连接，不需要进行折叠，减少了膜元件卷制过程中膜片对折对膜片功能层的损伤，从而提高膜元件的脱盐率；减少膜片下料折叠工序，提高卷制效率。

(3)本实用新型中原水流道和出水通道均设有相应的流道布，便于原水的流入和纯水的流出，提高产水效率。

(4)本实用新型中防流失板件上通孔的具体形状和规格的设计，满足原水顺利经过抗结垢药剂缓释单元和防止抗结垢药剂流失的双重功能即可，可根据实际需求进行设计。

(5)本实用新型中抗结垢药剂为含磷阻垢剂，优选硅磷晶和/或聚磷酸盐晶体，能有效预防原水结垢，特别适用于高硬度、高碱度的原水。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例1的抗结垢反渗透膜元件的结构示意图；

图2是图1中抗结垢药剂缓释单元(去掉一组防流失板件)的结构示意图；

图3是图1中防流失板件的结构示意图；

图4是实施例1与对比例1水通量测试效果图；

图5是实施例2与对比例2水通量测试效果图；

图6是实施例1与对比例1脱盐率测试效果图；

图7是实施例2与对比例2脱盐率测试效果图；

其中，1、膜工作单元，1.1、中心管，1.2、反渗透膜组，2、抗结垢药剂缓释单元，2.1、柱体，2.2、防流失板件，A、通孔，B、腔体，C、安装通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1-图3，一种抗结垢反渗透膜元件(尤其适用于家用饮水净化)，包括膜工作单元1和抗结垢药剂缓释单元2，详细结构如下：

所述膜工作单元1包括中心管1.1以及以卷绕方式设置在所述中心管上的反渗透膜组1.2；中心管为带有中心通道的结构，中心通道用于收集净化后的水并引出。所述中心管1.1上设有多组纯水流道孔组，每组所述纯水流通孔组的长度方向均与中心管的长度方向相同，每组纯水通道孔组包括多个并列设置的纯水流道孔。

所述反渗透膜组1.2包括一个或多个反渗透膜单件，单个所述反渗透膜单件包括两页正面相对设置的反渗透膜片，两页所述反渗透膜片的短边均通过粘贴形式固定在所述中心管的外壁上；两页所述反渗透膜片的正面之间形成原水流道，单个所述反渗透膜单件中所述反渗透膜片的反面外侧或相邻两个所述反渗透膜单件之间形成出水通道，所述出水通道与所述纯水流道孔连通。优选的，两页所述反渗透膜片的正面之间设有进水流道布形成原水流道；单个所述反渗透膜单件中所述反渗透膜片的反面外侧或相邻两个所述反渗透膜单件之间设有产水流道布形成出水通道。

所述抗结垢药剂缓释单元2包括柱体2.1以及设置在所述柱体2.1两端的两组防流失板件2.2，详见图2，所述抗结垢药剂缓释单元可拆卸式套设在所述中心管上(两组防流失板件上均设有用于中心管穿过的安装通孔C，且中心管和两组防流失板件均可采用止水胶带密封固定)，两组所述防流失板件上均设有多个用于原水通过的通孔A，详见图2和图3；两组所述防流失板件和所述柱体形成用于容纳抗结垢药剂的腔体B，原水能经过所述抗结垢药剂缓释单元后进入所述膜工作单元。优选的，所述柱体和所述中心管同中心轴线设置；在垂直于所述柱体的中心轴线的平面上，所述通孔A的形状为直径为0.1mm-10mm的圆形(还可以采用椭圆形、正方形、长方形、扇形、五边形以及六边形中的至少一种)。

本实施例中所述抗结垢药剂为含磷阻垢剂，优选为硅磷晶和/或聚磷酸盐晶体。

应用本实施例的技术方案，具体是：制作膜工作单元；将膜工作单元与抗结垢药剂缓释单元组装起来，抗结垢药剂缓释单元中含40克固体抗结垢药剂硅磷晶；配制高结垢风险水，采用GB 34914-2017《反渗透净水机水效限定值及水效等级》试验用水的配制方法配制用水。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：采用1812-75型标准膜元件替换实施例1中的膜工作单元。

对比例1

对比例1与实施例1不同之处在于：无抗结垢药剂缓释单元和抗结垢药剂。

对比例2

对比例2与实施例2不同之处在于：无抗结垢药剂缓释单元和抗结垢药剂。

将实施例1-2以及对比例1-2所得膜组进行测试，测试条件为：高结垢风险水、操作压力80psi、测试温度25℃、pH值6.5-7.5，回收率为50％，所得结果详见图4-图7，具体是：

从图4和图5可以看出：与对比例1和对比例2相比较，本发明的抗结垢反渗透膜元件在结垢风险水作为原水的条件下具有很低的通量衰减率，说明该膜元件具有较好的抗结垢作用，因此，本发明的抗结垢膜元件具有更优的使用寿命，这有利于提升净水器的节水率，同时还有利于拓展反渗透膜元件在高硬度和高碱度地区更广泛的应用。

从图6和图7可以看出：实施例1的脱盐效果比实施例2更好，说明采用两页反渗透膜片的短边均通过粘贴形式固定在所述中心管的外壁上的方法可有效减少由于膜片折叠给膜片带来的损伤，从而降低了盐透率，这有利于膜元件在高TDS高回收率下获得优质的产水。而本发明的实施例1-2与对比例1-2比较，脱盐效果也明显得到提高。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。