一种反渗透过滤器及其用途的制作方法

文档序号:5008665阅读:401来源:国知局
专利名称:一种反渗透过滤器及其用途的制作方法
技术领域
本发明涉及反渗透装置,是一种特别适用于海水淡化的反渗透装置。
淡水资源的紧缺已成为一个世界性问题。不仅在干旱地区,而且在一些原先淡水资源丰富的国家或地区,由于人口的增长、工农业生产的发展和环境的污染,可供饮用的淡水资源短缺也日益明显,为此不少国家或地区已纷纷寻找新的水源。然而淡水只占地球表面总水量的2.7%,且其中90%为覆冰,可供工农业和城市用水仅0.27%。因此,从这个意义上讲,大量的占地球表面总水量97.3%的海水,才是取之不尽用之不竭的主要水源。因此海水淡化是解决水源紧缺的根本途径之一。
据联合国人口基金会(UNFPA)报告指出人口增长速度达到0.1%供水设施将出现困难,而我国的人口增长速度约为1.5%,因此水资源紧缺也将成为突出矛盾。淡水资源紧缺将制约这些地区的发展。然而我国又是一个具有很长海岸线和拥有丰富海水资源的国家,因而进一步加强海水淡化技术的研究开发,必将对我国经济发展和人民生活水平的提高作出新贡献。
海化淡化技术有时也称为海水脱盐技术,是一个分离海水中盐和水的过程。按分离原理和方法的不同,海水淡化技术可分为相变法和非相变法两大类,具体的细分如下表所示
本发明就是以此为基础而做出的。
现有的用于海水淡化的反渗透装置者是以微米级半透膜为基础设计的,进入反渗透器的海水要先经凝聚、加卤、加酸、过滤等处理,而且不能方便地连续操作。
目前,国内外反渗透技术的是新进展是纳米膜的开发。这种膜的孔径只有纳米级(10-9米),渗透压较大,实用时,存在着纳米膜难于承受较高的压力的问题。纳米过滤器虽可直接处理原料液,但需经常清洗,而且不易方便地连续操作。
本发明的目的是提供一种特别适合于纳米级膜的反渗透装置,该装置能连续操作进行海水淡化。
本发明的装置包括进水管,与进水管相连通的旁通管,旁通管中的分流导板,与旁通管相连通的两个并列的过滤管,与两过滤管相连通的汇流管,过滤管中的反渗透膜,与膜两侧的过滤管底部相连通的排放管,排放管中的排放阀,交叉连通两过滤管的膜两侧的两个反冲管,和膜的对着汇流管一侧的止回阀。
在本发明的优选方案中,过滤管开有测控口,并连有自动测控系统,例如测试压力、温度、流速、浓度等,特别是测试膜两侧的参数。
本发明的装置中所用膜最好是纳米膜,可以是用任何方法制得的孔径为纳米级的膜。一种特别优选的纳米膜是由二酰氯和哌嗪直接在高强度聚酰胺布基上进行界面缩聚而得。由于酰胺基上没有氢原子和对羰基有较大电子效应,所以此膜水透过性高,其结构通式为 分子量为1000左右。此膜还有优异的化学和垫稳定性,特别是对酸和氯气。
考虑到纳米膜所需承受的压力较高,如一般为105达因/厘米2,在本发明的优选方案中使用碟形过滤组件,将不同大小的多块纳米膜嵌装于该组件内,膜块的大小和位置根据不同位置的压力分布不同而设置,以防止应力集中。所述组件由碟形夹套和膜构成,碟形夹套最好由镍一稀土双金属记忆材料制成。
本发明的装置使用时,海水进入进水管,沿分流导板进入一个过滤管,水通过膜进入另一侧,杂质和盐等不能透过膜,当滞留液达到一定浓度时,分流导板换向,关闭该过滤管,并使海水流入另一过滤管,水透过膜进入另一侧,杂质和盐等不能透过膜。同时海水经反冲管进入被关闭的过滤管的净水侧进行反冲洗,过滤该管的止回阀关闭,浓盐水通过排放阀排放。这样两个过滤管交替进行过滤和反冲洗,从而连续地进行海水淡化。
本发明的装置能连续地处理海水并连续地得到淡水,而且可自动操作,可以无人操作生产。只要把海水经常规的过滤即可经本发明的纳米膜反渗透器进行脱盐,毋须经凝聚、加卤处理、加酸处理、过滤等工序。纳米膜可过滤掉细菌和杂质,使处理后的水达到超净水标准。用本装置使海水脱盐,简单、可靠。采用带记忆、有弹性、耐腐蚀的碟形夹套改掉现有的尼龙膜基夹套,保证了滤膜的强度和减小应力集中,使膜的寿命得到有效保证。根据单位压强的分布情况,合理地将不同直径的膜对称地均布在记忆金属夹套内,使纳米膜的脱盐效果得到进一步的提高。
下面通过附图和实施例进一步说明本发明。


图1为本发明的一种反渗透装置的俯视图;图2为图1所示的装置的正视图;图3为本发明的装置中的碟形过滤组件的结构示意图;图4为图3为所示的组件中膜块布置示意图;图5为图3所示的组件的局部放大示意图。
图中标号1为进水管,2为旁通管,3为纳米膜过滤管,4为主要参数测控口,5为反冲管,6为浓盐水排放阀,7为冲洗水排放阀,8为汇流管,9为分流导板,10为过滤组件,11为止回阀,12碟形夹套,13为纳米膜。实施例按图1-5所示制造本发明的反渗透装置,其中碟侧面的夹角(O角)为25~30°。该装置由进水管1、旁通管2、并列的过滤管3、汇流管8、反冲管5、自动测示系统和自控分流、反冲系统构成。旁通管2内设有分流导板9,可控制海水流向,使海水流向开启的纳米膜过滤管工作段,当其滞留液到一定浓度时,自动测示系统通过自控分流、反冲系统控制分流导板工作,分流导板旋转开启纳米膜过滤管备用段,关闭工作段,同时,原工作段滞留浓盐水,通过自控排放阀排放,汇流管内止回控制器工作,封闭工作段出口,反冲管开启引水冲洗,到适当浓度时关闭,此时工作段作为备用段备用。如此交替反复,使整个系统工作状态连续不断,从汇流管连续地得到超净水。
权利要求
1.一种反渗透过滤器,其特征是包括进水管,与进水管相连通的旁通管,旁通管中的分流导板,与旁通管相连通的两个并列的过滤管,与两个过滤管相连通的汇流管,过滤管中的反渗透膜,与膜两侧的过滤管底部相连通的排放管,排放管中的排放阀,交叉连通两过滤管的膜两侧的两个反冲管,和膜的对着汇流管一侧的止回阀。
2.如权利要求1的反渗透过滤器,其特征是过滤管开有测控口,并连有自动控制系统。
3.如权利要求2的反渗透过滤器,其特征是膜两侧均开有温度、压力、流速、浓度测控口。
4.如权利要求1的反渗透过滤器,其特征是所述膜是孔径在10-9米数量级的纳米膜。
5.如权利要求1的反渗透过滤器,其特征是包括过滤组件,所述组件由碟形夹套和嵌装于其中的膜构成。
6.如权利要求5的反渗透过滤器,其特征是所述碟形夹套由镍一稀土双金属记忆材料制成。
7.如权利要求1或5的反渗透过滤器,其特征是所述过滤组件嵌有多块不同大小的膜块。
8.权利要求1-7之一的反渗透过滤器用于海水淡化。
全文摘要
本发明公开了一种反渗透装置,该装置有进水管、旁通管、分流导板、并列的过滤管、汇流管、反渗透膜、反冲管等。该装置特别适合于用纳米膜进行海水淡化,可自动操作,连续进行,简单、可靠,本发明还采用记忆合金制成的碟形夹套嵌装膜,使膜能承受较大的压力和有较长的使用寿命。
文档编号B01D61/14GK1126633SQ9510977
公开日1996年7月17日 申请日期1995年8月23日 优先权日1995年8月23日
发明者陈锦钢, 俞国翔, 陈灿, 许雪一 申请人:北京大康技术发展公司
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