一种减缓外浓差极化与膜污染的正渗透膜组件的制作方法

本实用新型属于环境工程技术领域，涉及一种正渗透膜组件。

背景技术：

水是万物之源，是人类社会发展不可或缺的资源。21世纪以来水资源短缺问题日益凸显，2002年8月联合国在约翰内斯堡召开的可持续发展峰会上，将水危机列为未来10年人类面临的严重挑战之一。由于目前水环境污染进一步加剧了水资源短缺的问题，污水回用和海水淡化成为解决水资源短缺的根本途径。正渗透是一种浓度驱动的新型膜分离技术，与其他传统的膜工艺相比，正渗透具有回收率高、能耗低、较轻微的膜污染等特点。在海水淡化、污水处理等领域表现出非常好的应用前景。但是目前，正渗透只停留在实验室研究阶段，制约其工业化应用的主要因素有超亲水、高通量、耐污染膜材料的制备、高效经济的汲取液选择、浓差极化等。浓差极化是导致正渗透过程中水通量下降的主要原因，目前改善浓差极化的方法主要有膜材料的改性、汲取液优化等，但是这些方法往往比较复杂，投资较高，不利于大规模的工业应用。因此，一种简便经济的减缓浓差极化现象的方法将有利于正渗透技术的工业化应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种减缓外浓差极化与膜污染的正渗透膜组件，解决了正渗透过程中浓差极化现象严重的问题。本实用新型的有益效果是在运行过程中通过原料液以及汲取液来带动叶轮转动，改变流体的流动状态，从而减缓外浓差极化现象，提高了膜通量，膜污染降低。

本实用新型所采用的技术方案是包括渗透装置本体和正渗透膜，正渗透膜将渗透装置本体分为原料液侧廊道与汲取液侧廊道，正渗透膜与渗透装置本体相连接部分由密封圈密封，原料液侧廊道和汲取液侧廊道内均安装有叶轮，原料液侧廊道设有原料液侧进水口和原料液侧出水口，汲取液侧廊道设有汲取液侧出水口和汲取液侧进水口；原料液通过原料液侧进水口进入原料液侧廊道，并从原料液侧出水口流出，在流动过程中带动叶轮转动，原料液渗透压低于汲取液，在渗透压差的作用下，原料液通过正渗透膜变为汲取液，污染物被正渗透膜截留，汲取液从汲取液侧出水口流出，在流动过程中带动叶轮转动，改变了流体的流动状态，使流体混合速度加快；叶轮由支柱固定，叶轮设有若干叶片，叶片可以拆卸，支柱能够伸缩。

附图说明

图1是本实用新型正渗透膜组件结构示意图。

图中，1.渗透装置本体，2.正渗透膜，3.原料液侧廊道，4.汲取液侧廊道，5.密封圈，6.叶轮，7.支柱，8.叶片，9.原料液侧进水口，10.原料液侧出水口，11.汲取液侧出水口，12.汲取液侧进水口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型如图1所示，包括渗透装置本体1和正渗透膜2，正渗透膜2将渗透装置本体1分为原料液侧廊道3与汲取液侧廊道4，正渗透膜2位于渗透装置本体1中部，并且正渗透膜2与渗透装置本体1相连接部分由密封圈5密封，原料液侧廊道3和汲取液侧廊道4内均安装有叶轮6，

叶轮6由支柱7固定。叶轮6设有若干叶片8，叶片8可以拆卸，增加或减少叶片8数量，能达到减缓外浓差极化，提高水通量，减缓膜污染的更好效果。支柱7可以伸缩，这样能够控制叶轮6到膜表面的距离，能达到减缓外浓差极化，提高水通量，减缓膜污染的效果。

密封圈5为橡胶垫片，起到密封作用。防止原料液与汲取液泄露，同时对正渗透膜2起到保护作用，防止正渗透膜2直接接触渗透装置本体1框架，产生撕裂。

原料液侧廊道3设有原料液侧进水口9和原料液侧出水口10，汲取液侧廊道4设有汲取液侧出水口11和汲取液侧进水口12；原料液通过原料液侧进水口9进入原料液侧廊道3，并从原料液侧出水口10流出，在流动过程中带动叶轮6转动，改变了流体的流动状态，使流体混合速度加快。

原料液渗透压低于汲取液，在渗透压差的作用下，原料液通过正渗透膜2变为汲取液，污染物被正渗透膜2截留。汲取液能通过汲取液侧进水口12进入，从汲取液侧出水口11流出，在流动过程中带动叶轮6转动，改变了流体的流动状态，使流体混合速度加快。

本实用新型在原料液与汲取液流入流出的过程中带动叶轮6转动，改善原料液与汲取液廊道内的流态，减缓了外浓差极化，通过流体带动叶轮6转动在一定程度上增大了涡流程度，膜表面浓差极化现象减缓，膜通量增加，膜污染降低。

本实用新型还具有以下优点：

(1)该膜组件构造简单、操作方便；

(2)该膜组件调整灵活，在面对不同的流体的情况下，可以对膜组件进行调整，达到最佳的效果；

(3)该膜组件改善了流体的流动状态，促进了流体内部的混合，减缓了外浓差极化现象，从而提高了膜通量，减缓了膜污染，膜的寿命增加，降低了成本，在海水淡化、污水处理等方面有着很好的前景。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种减缓外浓差极化与膜污染的正渗透膜组件，其特征在于：包括渗透装置本体和正渗透膜，正渗透膜将渗透装置本体分为原料液侧廊道与汲取液侧廊道，正渗透膜与渗透装置本体相连接部分由密封圈密封，原料液侧廊道和汲取液侧廊道内均安装有叶轮，原料液侧廊道设有原料液侧进水口和原料液侧出水口，汲取液侧廊道设有汲取液侧出水口和汲取液侧进水口；原料液通过原料液侧进水口进入原料液侧廊道，并从原料液侧出水口流出，在流动过程中带动叶轮转动，原料液渗透压低于汲取液，在渗透压差的作用下，原料液通过正渗透膜变为汲取液，污染物被正渗透膜截留，汲取液从汲取液侧出水口流出，在流动过程中带动叶轮转动，改变了流体的流动状态，使流体混合速度加快；叶轮由支柱固定，叶轮设有若干叶片，支柱能够伸缩。

技术总结
本实用新型公开了一种减缓外浓差极化与膜污染的正渗透膜组件，正渗透膜将渗透装置本体分为原料液侧廊道与汲取液侧廊道，正渗透膜与渗透装置本体相连接部分由密封圈密封，原料液侧廊道和汲取液侧廊道内均安装有叶轮，原料液侧廊道设有原料液侧进水口和原料液侧出水口，汲取液侧廊道设有汲取液侧出水口和汲取液侧进水口；原料液通过原料液侧进水口进入原料液侧廊道，并从原料液侧出水口流出，在流动过程中带动叶轮转动，汲取液从汲取液侧出水口流出，在流动过程中带动叶轮转动，改变了流体的流动状态，使流体混合速度加快。本实用新型的有益效果是叶轮转动改变流体的流动状态，从而减缓外浓差极化现象，提高了膜通量，膜污染降低。

技术研发人员：杨红薇;郑雨蒙;李舒涵;徐姗姗;孙卉;刘真
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：2019.07.09
技术公布日：2020.04.07