一种正渗透和膜蒸馏一体化膜组件的制作方法

本实用新型涉及一种正渗透和膜蒸馏一体化膜组件。

背景技术：

正渗透(FO)是一种新型的浓度驱动型膜分离过程，在分离过程中，水分子在渗透压差的作用下自发地从低浓度溶液(原料液)通过半渗透膜进入高浓度溶液(驱动液)；继而原料液被浓缩，驱动液被稀释。由于FO操作过程不需外界施压，具有膜污染较轻、操作条件温和、盐截率高等优点，已成为膜材料与膜分离技术领域的研究热点。

膜蒸馏(MD)是一种基于热力学，以疏水性多孔膜两侧的蒸气压差为驱动力，仅允许溶剂/挥发性溶质的气态分子透过疏水膜的新型膜分离过程。与传统的膜过程相比，MD具有以下优势：(1)由于只能气相物质通过，MD对不挥发性组分几乎有100％的截留率，产水水质好；(2)分离性能不受原料液渗透压的影响，可处理高浓度废水；(3)常压低热源操作；(4)占地面积较小，便于与其他分离技术结合。近几十年，MD的研究取得了巨大的进展，其已在海水淡化与纯水制备、废水处理、食品工业以及化学及挥发性物质的分离中得到广泛应用。

将FO与MD相结合形成FO-MD膜系统，能有效地解决MD膜污染及膜孔润湿的问题，强化膜蒸馏性能。同时，MD过程同时能将驱动液进行浓缩；整个的FO-MD系统污染物的截留能力增强，出水水质较好。然而目前整个结合系统中，由于缺乏一体化的膜组件，尤其在实验室进行膜测试以及小试实验时，FO与MD只能单独采用各自的膜组件运行，导致整个系统繁琐复杂，占地面积大，目前，在市场上，还没有实验室使用的正渗透和膜蒸馏一体化膜组件。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种正渗透和膜蒸馏一体化膜组件，从上到下依次包括上膜板、上支撑网、中膜板、下支撑网和下膜板。

所述上膜板具有上膜池、上进水口和上出水口，所述上进水口和上出水口连通所述上膜池；所述下膜板具有下膜池、下进水口和下出水口，所述下进水口和下出水口连通所述下膜池；所述中膜板具有镂空框架状的中膜池、中进水口和中出水口，所述中进水口和中出水口连通所述中膜池；所述上支撑网位于上膜板与中膜板之间，所述上支撑网有两层，两层上支撑网之间设有正渗透膜；所述下支撑网位于下膜板与中膜板之间，所述下支撑网有两层，两层下支撑网之间设有膜蒸馏膜。

优选的，所述下膜池、中膜池和下膜池的池口均设有密封圈。

优选的，所述上膜板、上支撑网、中膜板、下支撑网和下膜板上均设有相互匹配的通孔，采用螺栓螺母将上膜板、上支撑网、中膜板、下支撑网和下膜板组装一起。

优选的，所述上膜板、中膜板和下膜板材料为不锈钢、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料等其中的一种；上支撑网，下支撑网材料为聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等其中的一种。

优选的，所述上膜板和下膜板结构一样。

优选的，所述上进水口和上出水口均设有阀门。

优选的，所述阀门为单向阀。

由上述对本实用新型的描述可知，和现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本申请提出的正渗透和膜蒸馏一体化膜组件实现了正渗透与膜蒸馏单元的结合，将两个原本只能单独运行的膜过程有机结合在一起，使整合系统简单化，运行更为简洁，占地面积减小，使用方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，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。

其中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的使用示意图；

图1—图2中的符号表示为：10-上膜板，11-上进水口，12-上出水口，20-中膜板，21-中进水口，22-中出水口，30-下膜板，31-下进水口，32-下出水口，40-上支撑网，50-下支撑网。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，一种正渗透和膜蒸馏一体化膜组件，从上到下依次包括上膜板10、上支撑网40、中膜板20、下支撑网50和下膜板30。所述上膜板10、中膜板20和下膜板30上均设有相互匹配的通孔，采用螺栓螺母将上膜板10、中膜板20和下膜板30组装一起。

所述上膜板10具有上膜池、上进水口11和上出水口12，所述上进水口11和上出水口12连通所述上膜池；所述下膜板30具有下膜池、下进水口31和下出水口32，所述下进水口31和下出水口32连通所述下膜池；所述中膜板20具有镂空框架状的中膜池、中进水口21和中出水口22，所述中进水口21和中出水口22连通所述中膜池；所述上支撑网40位于上膜板10与中膜板20之间，所述上支撑网40有两层，两层上支撑网40之间设有正渗透膜；所述下支撑网50位于下膜板30与中膜板20之间，所述下支撑网50有两层，两层下支撑网50之间设有膜蒸馏膜。所述下膜池、中膜池和下膜池的池口均设有密封圈6。

请参阅图2，使用时，被处理的加热料液从上进水口11进入上膜池，驱动液从中进水口21进入中膜池，冷凝水从下进水口31进入下膜池；进入上膜池的料液在中膜池中驱动液的作用下，料液中的水分子通过正渗透膜进入中膜池，其他物质被正渗透膜截留在上膜池中，浓缩的料液从上膜池的上出水口12流出；中膜池的驱动液中的水分子通过膜蒸馏膜进入下膜池，然后经冷凝水冷凝从下出水口32流出；经过膜渗透作用和膜蒸馏后的驱动液从中出水口22流出。

其中，被处理的加热料液可以是重金属废水，经过处理后，成为浓缩重金属废水。

综上所述，和现有技术相比，本实用新型提出的一种正渗透和膜蒸馏一体化膜组件实现了正渗透与膜蒸馏单元的结合，将两个原本只能单独运行的膜过程有机结合在一起，使整合系统简单化，运行更为简洁，占地面积减小，使用方便。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。