CN111957213A - 平板膜膜袋、平板膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了平板膜膜袋和平板膜组件，平板膜膜袋包括有至少两层平板膜，相邻平板膜之间形成袋体，袋体的四周分别密封连接形成密封边，密封边上设有至少一个连通袋体内部的原水进水开口。平板膜组件，包括有壳体和位于壳体内的滤芯，滤芯由多个平板膜膜袋堆叠形成，壳体上设有原水进水管，滤芯上设有相应的原水进水部，原水进水开口分别位于原水进水部位置，原水进水部处的相邻平板膜膜袋之间通过密封胶密封连接，原水进水部的四周通过密封胶密封连接壳体的内壁，滤芯上设有若干产水通道，壳体上设有分别与产水通道相连通的产水口。本发明的平板膜组件，具有大通量、压差低、出水水质稳定、不断丝、膜寿命长的优点，具有反冲洗功能。

Description

平板膜膜袋、平板膜组件

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及平板膜膜袋、平板膜组件。

背景技术

在膜过滤和分离领域目前主要有三种膜结构形式：中空纤维，平板和管式的模式。中空纤维膜的主要优点是可以反冲洗，管式膜的主要优点是可以耐很高的悬浮物，平板膜的主要优点是通量大，压差低，膜孔缺陷少。平板膜由于上述优点，被制成了多种形式的过滤单元或组件而得到实际使用：包含死端过滤的膜过滤芯，应用于液体澄清，除菌过滤；错流式平板超滤器，应用于物料分离和浓缩；卷式膜组件，应用于水体及物料过滤，分离和浓缩。

然而上述膜单元或组件都有一些不足，例如死端过滤的膜过滤芯一般是一次性使用，成本高；卷式膜一般无法实现反冲洗，而且大通量的优点由于中心管的限制无法发挥出来；错流式平板超滤器初投资很高，不太适合大流量的水处理工艺。

发明内容

为解决上述问题，本申请旨在发明一种平板膜组件，能够将平板膜的大通量，压差低的优点发挥出来，并且像中空纤维膜一样，具有反冲洗功能，可应用于水体和水性溶液过滤。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：平板膜膜袋，包括有至少两层平板膜，相邻平板膜之间形成袋体，袋体的四周分别密封连接形成密封边，密封边上设有至少一个连通袋体内部的原水进水开口，所述平板膜包括有分离层和支撑层，所述分离层位于袋体内侧。

作为上述技术方案的优选，所述袋体内设有原水导流网。

作为上述技术方案的优选，所述密封边的宽度为1-10毫米。

作为上述技术方案的优选，所述原水导流网的厚度在0.5-2.5毫米之间。

平板膜组件，包括有壳体和位于壳体内的滤芯，所述滤芯包括有多个平板膜膜袋，多个所述的平板膜膜袋在平板膜膜袋的厚度方向上依次堆叠形成滤芯，壳体上设有若干连通壳体内部的原水进水管，滤芯上设有若干原水进水部，平板膜膜袋上的原水进水开口分别位于原水进水部位置，原水进水部与原水进水管一一对应，原水进水部处的相邻平板膜膜袋之间通过密封胶密封连接，原水进水部的四周通过密封胶密封连接壳体的内壁，滤芯上设有若干产水通道，产水通道依次贯穿所有平板膜膜袋并分别在每个平板膜膜袋上形成集水开口，集水开口通过密封圈与平板膜膜袋内部相隔绝，壳体上设有若干分别与产水通道相连通的产水口。

作为上述技术方案的优选，所述壳体为两端设有密封盖的圆管，所述滤芯为圆柱状，平板膜膜袋的厚度方向垂直于圆管的轴线，圆管的两端分别设有一个原水进水管，滤芯的两端分别设为原水进水部，产水通道的数量为两个。

作为上述技术方案的优选，所述滤芯的两端分别设有密封凹槽，密封凹槽分别连通相应的连通产水通道，密封凹槽内插有连接管，连接管分别连接产水口，滤芯中的部分平板膜膜袋的边上设有凹口，密封凹槽由堆叠后的平板膜膜袋的凹口叠加形成，凹口通过位于凹口周围的密封线与袋体内部隔绝。

作为上述技术方案的优选，所述滤芯中相邻平板膜膜袋之间设有产水导流网。

作为上述技术方案的优选，所述滤芯外侧设有编织网。

作为上述技术方案的优选，所述每个所述平板膜膜袋中平板膜的数量为两层。

本发明的有益效果是：本发明的平板膜组件，充分发挥了平板膜大通量、压差低的优点，同时具有像中空纤维膜一样的反冲洗功能。可应用于水体和水性溶液过滤，例如保护RO膜等领域。相对于目前常规使用的中空纤维膜组件，本发明的平板膜组件通量大，压差低，出水水质稳定，不断丝，膜寿命长。

附图说明

图1是平板膜膜袋的截面结构示意图；

图2是平板膜膜袋上凹口的结构示意图；

图3是平板膜膜袋上集水开口的结构示意图；

图4是平板膜组件中平板膜膜袋与产水导流网的结构示意图；

图5是本发明的平板膜组件的结构示意图；

图6是本发明的平板膜组件的截面示意图；

图7是滤芯端部的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1-3所示，平板膜膜袋18，包括有两层平板膜1，相邻平板膜1之间形成袋体2，袋体2的四周分别密封连接形成密封边3，密封边3上设有至少一个连通袋体2内部的原水进水开口4，所述平板膜1包括有分离层和支撑层，所述分离层位于袋体2内侧。进一步的，所述袋体2内设有原水导流网5。进一步的，所述密封边的宽度为1-10毫米。进一步的，所述原水导流网的厚度在0.5-2.5毫米之间。需要处理的原水从原水进水开口4进入到袋体2内部，原水经过平板膜1的过滤处理作用渗透出袋体2形成产水。原水导流网5有利于原水在袋体2内流通。

实施例二

如图1-7所示，4寸的微滤膜平板膜组件，包括有壳体6和位于壳体6内的滤芯。壳体为两端设有密封盖7的圆管。采用市面上的过滤精度为0.1微米的PVDF微滤膜平板膜1，采用厚度为36mil的PP材质的产水导流网10，通过热熔焊的方式焊接出长度均为1米，宽度分别为9.5厘米、9厘米、8厘米、7厘米、6厘米、5厘米、4厘米、3厘米、2厘米的平板膜膜袋18若干片。平板膜膜袋18的宽度和产水导流网10的宽度呈阶梯变化的，阶梯幅度值太大，断面圆形完整性不好，阶梯幅度值太小，生产比较繁琐。平板膜膜袋18均包括有两层微滤膜平板膜1。平板膜膜袋18的原水进水开口4分别位于平板膜膜袋18的两端，原水进水开口4的宽度分别与其袋体2宽度一致。平板膜膜袋18的密封边3宽度为5厘米。在宽度为9.5厘米、8厘米、7厘米的平板膜膜袋18的上下两端分别开一个深度8厘米、宽为3厘米的凹口8，凹口8周围同样焊接出密封边3。在宽度为5厘米到2厘米的平板膜膜袋18的两端分别开一个直径1厘米的封闭孔作为产水导流用的集水开口9，该集水开口9同时也起到密封胶灌封辅助用。将上述平板膜膜袋18分别与相同宽度的产水导流网10(厚度0.25毫米)交替叠加在一起，形成截面为类似圆形的圆柱状叠加物，该叠加物的圆形断面的直径为9.5厘米。相邻平板膜膜袋18的两端之间通过密封胶11密封粘接固定，产水导流网10固定夹在相邻平板膜膜袋18之间。采用网孔为3*3毫米，厚度1毫米的玻璃纤维网作为编织网12缠绕此叠加物，形成直径接近10厘米的圆柱状的滤芯。编织网12一方面用来加固滤芯，防止叠加物塌陷，一方面让滤芯的直径和壳体6的内部结构类似，可以将滤芯恰好可以放置在壳体6里，反冲洗时，滤芯不会解体。将滤芯放入壳体6中，壳体6的两端盖上密封盖，滤芯的两端四周通过密封胶11与圆管的内壁密封连接。密封盖7与滤芯的两端之间形成原水进水部13。密封盖7上分别设有连通原水进水部13的原水进水管14。平板膜膜袋18两端的凹口8在滤芯的两端分别形成凹槽15，凹槽15的上部通过密封胶11固定连接连接管16，连接管16的一端伸出密封盖7形成产水口17。凹槽15的下部与其他集水开口在滤芯内部两端分别形成两个产水通道19。原水从原水进水管14进入到原水进水部13，再分别从原水进水开口4进入到每个袋体2中，经过平板膜膜袋18的过滤，产水从相邻平板膜膜袋18之间的间隙中汇聚到产水通道19中，再经连接管16从产水口17产出。产水导流网10防止相邻平板膜膜袋18在水压下贴合影响产水效率。

在实际生产过程中，平板膜膜袋18上可以不事先预留出原水进水开口，而是将平板膜膜袋18的四周都热熔焊形成密封边3。在使用密封胶组装形成滤芯后，再在滤芯的两端进行切割，切掉滤芯两端的密封边4，这样每个平板膜膜袋18的两端都能形成连通袋体内部的原水进水开口4。这样操作的好处是可以避免在组装滤芯过程中密封胶水粘住原水进水开口4，提高滤芯生产效率。封装和切割好后得到滤芯，最后组装好壳体6、密封盖7，即得到可以反冲洗的平板膜微滤组件，该平板膜微滤组件的有效面积是8平方米。

用市政自来水测试上述膜组件，在0.1公斤压力下，透水量达到2吨每小时，出水浊度小于0.1NTU。可以看出此平板超滤膜通量大，压差低。每运行1小时，采用产水反冲洗此膜组件30秒，正冲洗30秒(水量都是2吨每小时)，再次运行此膜组件。8个周期内，膜产水量和初始压差维持不变，显示出本膜组件具有非常好的反冲洗再生能力。

实施例三

8寸的超滤膜平板膜组件

如图1-7所示，采用市面上的过滤精度为0.03微米的PVDF微滤膜平板膜1，采用厚度为36mil的PP材质的原水导流网5，通过热熔焊的方式焊接出长度均为1米，宽度分别为19.5厘米-2厘米的平板膜膜袋18分别若干片。平板膜膜袋18的宽度和产水导流网10的宽度呈阶梯变化，宽度降幅梯度为1厘米。平板膜膜袋18均包括有两层微滤膜平板膜1。平板膜膜袋18的原水进水开口4分别位于平板膜膜袋18的两端，原水进水开口4的宽度分别与其袋体2宽度一致。平板膜膜袋18的密封边3宽度为5厘米。

在宽度为19.5厘米至14厘米之间的平板膜膜袋18的上下两端开一个深度10厘米，宽6厘米的凹口8,凹口8周围同样焊接出密封边3。在宽度为13厘米到6厘米之间的平板膜膜袋上开一个直径3厘米的封闭孔，在宽度为5厘米到2厘米之间的平板膜膜袋18上开一个直径1厘米的封闭孔。封闭孔作为产水导流用的集水开口9，该集水开口9同时也起到密封胶灌封辅助用。将上述平板膜膜袋18各若干片分别和与相同宽度的产水导流网10交替叠加在一起，形成截面为类似圆形的圆柱状叠加物，该叠加物的直径约19.5厘米，产水导流网的厚度是0.25毫米。采用网孔为3*3毫米，厚度1毫米的玻璃纤维网作为编织网12缠绕此叠加物，形成直径接近20厘米的滤芯。其余封装步骤和方法与实施例二中相同，最终形成有效面积是32平方米的超滤膜平板膜组件。

将超滤膜平板膜组件和市售的0.03微米，55平方米面积的中空膜组件应用于市政自来水过滤对比试验，在相同压差下，8轮过滤和反冲洗实验，本超滤膜平板膜组件产品的流量大50％，出水浊度没有明显区别。

值得一提的是，本发明专利申请涉及的平板膜、中空膜组件、玻璃纤维网等技术特征应被视为现有技术，这些技术特征的具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明专利的发明点所在，本发明专利不做进一步具体展开详述。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化，因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.平板膜膜袋，其特征在于，包括有至少两层平板膜，相邻平板膜之间形成袋体，袋体的四周分别密封连接形成密封边，密封边上设有至少一个连通袋体内部的原水进水开口，所述平板膜包括有分离层和支撑层，所述分离层位于袋体内侧。

2.根据权利要求1所述的平板膜膜袋，其特征在于：所述袋体内设有原水导流网。

3.根据权利要求1所述的平板膜膜袋，其特征在于：所述密封边的宽度为1-10毫米。

4.根据权利要求1所述的平板膜膜袋，其特征在于：所述原水导流网的厚度在0.5-2.5毫米之间。

5.平板膜组件，包括有壳体和位于壳体内的滤芯，所述滤芯包括有多个如权利要求1-4中任意一项所述的平板膜膜袋，多个所述的平板膜膜袋在平板膜膜袋的厚度方向上依次堆叠形成滤芯，壳体上设有若干连通壳体内部的原水进水管，滤芯上设有若干原水进水部，平板膜膜袋上的原水进水开口分别位于原水进水部位置，原水进水部与原水进水管一一对应，原水进水部处的相邻平板膜膜袋之间通过密封胶密封连接，原水进水部的四周通过密封胶密封连接壳体的内壁，滤芯上设有若干产水通道，产水通道依次贯穿所有平板膜膜袋并分别在每个平板膜膜袋上形成集水开口，集水开口通过密封圈与平板膜膜袋内部相隔绝，壳体上设有若干分别与产水通道相连通的产水口。

6.根据权利要求5所述的平板膜组件，其特征在于：所述壳体为两端设有密封盖的圆管，所述滤芯为圆柱状，平板膜膜袋的厚度方向垂直于圆管的轴线，圆管的两端分别设有一个原水进水管，滤芯的两端分别设为原水进水部，产水通道的数量为两个。

7.根据权利要求6所述的平板膜组件，其特征在于：所述滤芯的两端分别设有密封凹槽，密封凹槽分别连通相应的连通产水通道，密封凹槽内插有连接管，连接管分别连接产水口，滤芯中的部分平板膜膜袋的边上设有凹口，密封凹槽由堆叠后的平板膜膜袋的凹口叠加形成，凹口通过位于凹口周围的密封线与袋体内部隔绝。

8.根据权利要求7所述的平板膜组件，其特征在于：所述滤芯中相邻平板膜膜袋之间设有产水导流网。

9.根据权利要求8所述的平板膜组件，其特征在于：所述滤芯外侧设有编织网。

10.根据权利要求9所述的平板膜组件，其特征在于：每个所述平板膜膜袋中平板膜的数量为两层。

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