一种微型夹板式膜试验装置的制作方法

本发明涉及膜分离技术领域，特别是涉及一种微型夹板式膜试验装置。

背景技术：

膜分离技术利用膜使溶剂(通常是水)同溶质或微粒分离的技术，包括纳滤、反渗透、电渗析、超过滤法等。膜分离技术广泛地用于海水和苦咸水淡化，废水深度处理，废液和废水中有用物质的浓缩回收，并用于制取高纯水等方面。

在对采用膜分离技术的工艺进行设计时，需要对工艺方案进行大量的前期试验。在现有技术中，膜试验装置大多为中试试验装置，采用的膜为4英寸或8英寸的纳滤膜、苦咸水反渗透膜、海水淡化反渗透膜等组件，设备占用空间大。另外，进行一次中试试验，试验水样需求量大，需要的试验水样量达到几吨甚至几十吨，试验周期长，通常为十天以上。同时，试验装置还存在灵活性低，运输组装拆卸不方便，试验装置应用范围局限性大等问题。

在现有技术中，存在少部分用于模拟膜工艺的卷式膜小型试验装置，但该装置的膜组件同样为纳滤膜、苦咸水反渗透膜、海水淡化反渗透膜等标准的膜组件，同样存在水样需求量大，试验周期长等问题。

在现有技术中，夹板式膜装置均为微滤装置、超滤装置、电渗析器等，这些膜装置的操作压力较低。因此，纳滤膜、苦咸水反渗透膜、海水淡化反渗透膜等操作压力较高的膜不能应用于夹板式膜装置。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中的不足，本发明提供了一种微型夹板式膜试验装置，主要解决了在对采用膜分离技术的工艺进行设计时，设备成本高，试验水样需求量大，试验周期长，试验装置灵活性低等问题。

本发明所采用的技术方案是：一种微型夹板式膜试验装置，主要包括进水夹板、产水夹板、膜片、进水网垫片、进水网、产水网垫片、产水网；所述进水网固定于进水网垫片内；所述产水网固定于产水网垫片内；所述进水网垫片和产水网垫片夹紧固定膜片；所述进水夹板和产水夹板夹紧固定进水网垫片和产水网垫片；所述微型夹板式膜试验装置的组合顺序为进水夹板、进水网垫片、膜片、产水网垫片、产水夹板。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水夹板设有进水管接口和浓水管接口；所述产水夹板设有产水管接口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水管接口和浓水管接口对于进水夹板呈中心对称分布。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水管接口、浓水管接口和产水管接口均为螺纹连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述膜片为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜中的任意一种。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水网垫片设有安装进水网的开孔或凹槽；所述进水网嵌入固定在进水网垫片的开孔或凹槽内；所述产水网垫片设有安装产水网的开孔或凹槽；所述产水网嵌入固定在产水网垫片的开孔或凹槽内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水网垫片的开孔或凹槽形状为近似平行四边形，该近似平行四边形的两个短边为两个圆弧，该两个圆弧的凸面方向均向着所述近似平行四边形内；所述近似平行四边形的两个较小角均为圆角；所述产水网垫片的开孔或凹槽与进水网垫片的开孔或凹槽的形状大小一致。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水网预留有进水口和浓水口；所述产水网预留有产水口。

作为上述技术方案的进一步改进，包括进水夹板上的进水管接口和浓水管接口以及产水夹板上的产水管接口；所述进水管接口与进水口的轴向中心线重合；所述浓水管接口与浓水口的轴向中心线重合；所述产水管接口与产水口的轴向中心线重合。

作为上述技术方案的进一步改进，所述进水夹板、产水夹板、膜片、进水网垫片和产水网垫片的边缘均设置有呈矩形均匀排列的若干个螺栓固定孔。

本发明的有益效果是：由于现有技术中的膜分离中试设备成本高、水样需求量大，灵活性低，试验装置应用范围局限性大，采用本发明的微型夹板式膜试验装置有效解决了上述问题。

本发明微型夹板式膜试验装置的水样处理量小，设备成本低，具有较大的灵活性，运输操作方便，可在实验室中进行膜分离实验，装置应用范围广，处理不同工艺、不同类型的水样，或测试不同类型的膜处理性能和参数，仅需更换微型夹板式膜试验装置中的进水网、产水网和膜片。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图。

图2是A处的放大图。

图3是本发明的进水夹板示意图。

图4是本发明的产水夹板示意图。

图5是本发明的膜片示意图。

图6是本发明的进水网垫片、进水网示意图。

图7是本发明的产水网垫片、产水网示意图。

图中：1. 进水夹板，2. 产水夹板，3. 膜片，4. 进水网垫片，5. 进水网，6. 产水网垫片，7. 产水网，11. 进水管接口，12. 浓水管接口，21. 产水管接口，51. 进水口，52. 浓水口，71. 产水口。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图6和图7所示的微型夹板式膜试验装置，包括进水夹板1、产水夹板2、膜片3、进水网垫片4、进水网5、产水网垫片6、产水网7。

如图1、图2所示的微型夹板式膜试验装置，进水网垫片4和产水网垫片6夹紧固定膜片3，进水夹板1和产水夹板2夹紧固定进水网垫片4和产水网垫片6，微型夹板式膜试验装置的组合顺序为进水夹板1、进水网垫片4、膜片3、产水网垫片6、产水夹板2。其中，进水夹板1、产水夹板2、膜片3、进水网垫片4和产水网垫片6的边缘均设置有呈矩形均匀排列的若干个螺栓固定孔，用于固定整个夹板式膜试验装置，螺栓固定孔的数量取决于夹板式膜试验装置的操作压力。

如图3所示的进水夹板示意图，进水夹板1设有进水管接口11和浓水管接口12，水样从进水管接口11进入到装置内，经过膜分离浓缩后，浓水从同一侧浓水管接口12排出，进水管接口11和浓水管接口12对于进水夹板1呈中心对称分布，进水管接口11和浓水管接口12均为螺纹连接。

如图4所示的产水夹板示意图，产水夹板2设有产水管接口21，水样经过膜分离浓缩后，产水从产水管接口21排出，产水管接口21为螺纹连接。

如图5所示的膜片示意图，膜片3为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜中的任意一种，夹板式膜试验装置可根据实际工艺来选择相应种类的膜进行微型试验。

如图6所示的进水网垫片、进水网示意图，进水网5预留有进水口51和浓水口52，减小进水和浓水出水的阻力。进水网垫片4设有安装进水网5的开孔或凹槽，进水网5嵌入固定在进水网垫片4的开孔或凹槽内，进水网5为水样的流通通道，同时能让膜片3表面流体产生涡流现象，增加了膜片3的抗污染性。

进水网垫片4的开孔或凹槽形状为近似平行四边形，该近似平行四边形的两个短边为两个圆弧，两个圆弧的凸面方向均向着所述近似平行四边形内，所述近似平行四边形的两个较小角均为圆角，水样通过进水口51，进入夹板式膜试验装置内，膜分离浓缩后重新汇流到浓水口52，由于进水口51侧与浓水口52侧的圆弧对水样的导流作用，使水样能均匀分布在流体通道内，保持稳定的流速，同时能避免流体通道内产生死角、滞留区。

如图7所示的进水网垫片、进水网示意图，产水网7预留有产水口71，减小产水出水的阻力。产水网垫片6设有安装产水网7的开孔或凹槽，产水网7嵌入固定在产水网垫片6的开孔或凹槽内，产水网7为产水的流通通道，同时由于膜片3进水侧压力大，其产水侧压力小，两侧存在较大压差，产水网7还用于支撑保护膜片3，避免进水对膜片3的剪力破坏膜片3。

下面以具体实施例作进一步说明。

根据工艺设计条件，取某型号的海水淡化反渗透卷式膜组件中的膜片3、进水网5和产水网7，将进水网5和产水网7分别嵌入固定在进水网垫片4和产水网垫片6的开孔或凹槽内，进水网垫片4和产水网垫片6夹紧固定膜片3，进水夹板1和产水夹板2夹紧固定进水网垫片4和产水网垫片6。流量为2L/h的水样经过小型增压设备增压到5MPa（根据膜片3所需渗透压确定）后，从进水管接口11进入装置内，在膜片3的选择性分离作用下，透过液为产水，截留液为浓水，产水通过作为产水流通通道的产水网7，从产水管接口21排出，浓水通过作为浓水流通通道的进水网5，从浓水管接口12排出，实现了膜分离浓缩。分析检测进水、浓水和产水的成分，可得出该种海水淡化反渗透卷式膜的处理性能。

上述实施例中的装置更换膜片3、进水网5和产水网7，即可用于处理不同工艺下不同类型的水样，整套装置成本低，灵活性高，拆卸运输方便，所需水样少，应用范围广。

以上实施方式仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。