一种用于膜渗透元件的修复方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于膜渗透元件的修复方法，以修复材料为原料，采用修复方法将修复材料以局部渗透方式进入膜渗透元件的待修复部位的多孔材料孔隙内部，膜渗透元件的待修复部位形成保护层，通过机械加工方式对经修复处理的膜渗透元件外观形貌进行二次处理。本发明的有益效果是：缓解或避免膜渗透元件损伤部位的进一步扩大，从而延长膜渗透元件的使用寿命；防止被截留物通过破损部位大量渗入滤液而对滤液质量产生影响，并污染撑体层；避免了膜渗透元件因小的局部破损而报废，节约使用成本，并提高效率。
【专利说明】
一种用于膜渗透元件的修复方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种用于膜渗透元件的修复方法。
【背景技术】
[0002]膜分离是在过程推动力的作用下，通过特定膜材料的渗透作用来实现对流体组分进行选择性分离的过程，可达到提纯或浓缩的目的。膜渗透元件是膜分离技术的核心部件，根据其外形结构特点，膜渗透元件可分为平板式膜渗透元件、管式膜渗透元件、螺旋卷式膜渗透元件和中空纤维式膜渗透元件等多种形式。膜渗透元件的微观构成一般包括撑体层、过渡层和膜层，其中膜层是决定分离过程选择性的关键部分。
[0003]膜层通常附在膜渗透元件的外表面上，在实际使用过程中，需要承受来自流体的压力冲击和冲刷作用。以管式膜渗透元件为例，流体从管道进入膜通道时，由于管径突然变小，流速激增，膜管内局部压力变化增大，这使得流体对膜层形成剧烈的冲击。当这种冲击达到一定强度或对膜层的损伤累积到一定程度的时候，膜层就会出现局部破损或破环的现象，从而导致整个膜渗透元件无法正常使用。
[0004]当然，在膜管制备过程中，由于制备过程的不完美及材料自身的缺陷等原因，膜渗透元件自身也会出现大孔、裂隙等缺陷或瑕疵，从而使得膜渗透元件性能降低甚至报废。此夕卜，膜渗透元件在使用过程中有时会遇到强酸、强碱和侵蚀性物料，这些物料将会加速膜渗透元件的局部破坏和损伤，从而缩短膜渗透元件的整体使用寿命。
[0005]另外，膜渗透元件在安装和运行过程中也会出现断裂问题，例如无机陶瓷管式膜渗透元件，虽然陶瓷刚性较强，但韧性不足，不当的使用或搬运等很容易导致膜管的断裂，从而致使膜渗透元件报废。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是:基于上述问题，本发明提供一种用于膜渗透元件的修复方法，针对膜渗透元件在使用过程中遇到的局部破损现象，本发明采用粘结、浇铸、焊接、烧结、涂敷、沉积等方法，对膜渗透元件的局部进行修复，可以在不影响膜渗透元件整体孔径尺寸的情况下，以小的膜渗透面积的损失为代价，实现膜渗透元件的功能恢复，从而保证滤液质量不降低，并且延长膜渗透元件的使用寿命。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是:一种用于膜渗透元件的修复方法，以修复材料为原料，采用修复方法将修复材料以局部渗透方式进入膜渗透元件的待修复部位的多孔材料孔隙内部，膜渗透元件的待修复部位形成保护层，通过机械加工方式对经修复处理的膜渗透元件外观形貌进行二次处理。
[0008]进一步地，修复材料是具有粘结作用的纯金属或其合金、无机氧化物、无机盐、玻璃、有机聚合物中的一种或多种的复合物。膜渗透元件的材料种类较多，包含金属及其合金、无机盐、玻璃、活性炭和金属氧化物等无机材料和纤维素类、PE、PTFE、PVC等有机高分子材料，不同材料的元件，其相容性不同。因此，要根据膜渗透元件的材料构成、结构特点和具体应用要求而选择性使用不同的修复材料或其组合。选择的修复材料或其组合应当是能够和膜渗透元件的膜层或撑体层良好相容的金属及其合金、无机氧化物、无机盐、有机聚合物等。
[0009]进一步地，修复方法为粘结、浇铸、焊接、烧结、涂敷、沉积方法中的一种或几种。膜渗透元件在运输、安装和运行的过程中因不可控因素出现的损坏形式可能会有多种，比如端头破损、断为两截或者局部断裂等，针对不同的损坏情况而采取相应的一种或多种方法进行修复往往效果会更好。
[0010]进一步地，在膜渗透元件的局部修复过程中，为了局部破损部位的修复程度更加完全，其上所附着的修复材料可以为一层或多层，与膜渗透元件多孔材料直接接触的修复材料是以局部渗透的方式进入膜渗透元件破损部位附近的多孔材料孔隙内部。
[0011]进一步地，膜渗透元件为采用多孔撑体材料的无机膜、有机膜及复合膜。
[0012]进一步地，经过局部修复处理的膜渗透元件外形尺寸等可能会发生一些改变，因此可以通过切削、打磨等机械加工方式对修复后的膜渗透元件进行二次处理，使其恢复原有的外观形貌，便于安装和使用。
[0013]本发明的有益效果是:(I)缓解或避免膜渗透元件损伤部位的进一步扩大，从而延长膜渗透元件的使用寿命；(2)防止被截留物通过破损部位大量渗入滤液而对滤液质量产生影响，并污染撑体层；(3)避免了膜渗透元件因小的局部破损而报废，节约使用成本，并提高效率。
【具体实施方式】
[0014]现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
[0015]实施例1
[0016]以局部膜层表面破损(破损膜层表面尺寸约1_X1.5_)的Al2O3平板式陶瓷膜(孔径0.1ym，尺寸500mm X 250mm X 3mm)为待修复膜渗透元件。取双酸A环氧树脂54份(均以质量计)、200目氢氧化铝24份、200目硅微粉20份、氧化铁3份，配制成环氧胶。将制备的修复材料涂覆于破损部位表面(该表面需清洁和干燥)，静置固化12h，得到功能恢复的陶瓷膜渗透元件。
[0017]实施例2
[0018]以断为两截的管式Al2O3陶瓷膜渗透元件(平均孔径为200nm、外径40mm、19通道、通道直径3mm、长度1100mm)为待处理膜渗透元件。将膜渗透元件断裂部位局部表面的杂质和污染物清除干净;将热熔胶融化，然后把膜渗透元件的损伤部位加热至500°C左右(热熔胶熔点附近)，将热熔胶液涂敷至损伤部位并适当渗透至撑体内部;再将两段膜渗透元件挤压粘结，降温处理。得到功能恢复良好的管式陶瓷膜渗透元件。
[0019]实施例3
[0020]以端头破损的管式不锈钢膜渗透元件(平均孔径为200nm、外径15mm、单通道、通道直径10mm、长度1100mm)为待处理膜渗透元件。以金属胶粘剂为修复材料，首先将破损部位以及附近清洗干净，去除各种杂质和污染物，然后将清洗后的不锈钢膜渗透元件进行预热，将金属胶粘剂涂于破损部位并使其外形尺寸恢复至要求值，然后进行冷却干燥处理。得到功能恢复良好的不锈钢膜渗透元件。
[0021 ] 实施例4
[0022]以局部破损的管式Al2O3陶瓷膜元件为待处理膜元件(平均孔径为lOOnm、外径40mm、37通道、通道直径3mm、长度1100mm)。以聚四氟乙烯(PTFE)为修复材料。首先将膜渗透元件破损部位清理干净，除去杂质、油污和水分，接着将破损部位加热至300°C，然后将PTFE融化后涂于膜渗透元件破损部位，最后把膜渗透元件送入烧结炉中进行烧结(烧结温度为3800C，升温速度200°C下时80°C/h，200°C以上60°C/h)，冷却后得到功能恢复良好的管式陶瓷膜渗透元件。
[0023]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种用于膜渗透元件的修复方法，其特征是:以修复材料为原料，采用修复方法将修复材料以局部渗透方式进入膜渗透元件的待修复部位的多孔材料孔隙内部，膜渗透元件的待修复部位形成保护层，通过机械加工方式对经修复处理的膜渗透元件外观形貌进行二次处理。2.根据权利要求1所述的一种用于膜渗透元件的修复方法，其特征是:所述的修复材料是具有粘结作用的纯金属或其合金、无机氧化物、无机盐、玻璃、有机聚合物中的一种或多种的复合物。3.根据权利要求1所述的一种用于膜渗透元件的修复方法，其特征是:所述的修复方法为粘结、浇铸、焊接、烧结、涂敷、沉积方法中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种用于膜渗透元件的修复方法，其特征是:所述的保护层为一层或多层。5.根据权利要求1所述的一种用于膜渗透元件的修复方法，其特征是:所述的膜渗透元件为采用多孔撑体材料的无机膜、有机膜及复合膜。
【文档编号】B01D67/00GK106040012SQ201610543586
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】王龙耀, 王李定鹏, 王岚, 赵宇培, 陈群
【申请人】常州大学