一种提高反渗透纳滤膜抗污染性能的膜组件结构

技术领域

本发明涉及反渗透膜技术领域，具体为一种提高反渗透纳滤膜抗污染性能的膜组件结构。

背景技术

目前，反渗透技术在水处理行业广泛应用，现有反渗透、纳滤膜系统设计时，通常在一支膜壳中装填多个（2-7个）同样型号的膜组件。

膜壳中的各膜组件由其进水端上的Y型密封圈与膜壳内壁形成密封，该密封完全阻断了进水在膜组件与膜壳内壁之间间隙内的流动。沿着进水方向上游膜组件产水之后浓水作为下游膜组件的进水，因进水流量得不到补充而依次减少，导致下游膜组件的膜表面流速依次降低，下游膜组件进水浓度依次增加，浓差极化依次加剧，进而导致膜表面的胶体物质及难溶无机盐在膜表面聚集与沉积，造成膜污堵现象依次严重。

目前普遍处理方法是频繁进行膜系统化学清洗、膜组件换位、填料法及加化学药剂法等。会造成膜性能不可恢复性下降，增加运营成本，缩短膜使用寿命。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高反渗透纳滤膜抗污染性能的膜组件结构，解决了反渗透膜在使用过程中，由于浓差极化使其使用寿命减少的问题，以及传统应对反渗透膜浓差极化过程复杂、成本高的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种提高反渗透纳滤膜抗污染性能的膜组件结构，包括膜壳，所述膜壳的内部设置有至少两个反渗透膜组件，各个所述反渗透膜组件的中心管依次连接，所述反渗透膜组件的内部设有进水流道，从左到右的所述反渗透膜组件对应的进水流道的宽度逐渐减小；

所述反渗透膜组件的两端均设置有端盖，所述端盖的外圆侧面设置有分流孔槽和密封圈槽，所述密封圈槽的内部设置有密封圈，所述端盖的侧壁贯穿有分流孔，所述分流孔贯穿分流孔槽，从上游到下游的所述反渗透膜组件对应的端盖上的分流孔和分流孔槽尺寸逐渐减小；

最末端一个所述反渗透膜组件对应的端盖上不设置分流孔；

所述膜壳的末端设置有浓水侧膜壳端板，所述膜壳的前端设置有进水侧膜壳端板。

优选的，所述密封圈槽位于分流孔槽的左侧，所述密封圈槽的外侧面紧贴膜壳的内壁。

优选的，所述进水侧膜壳端板的侧壁设置有原水进入管，所述原水进入管与膜壳的内侧连通，所述原水进入管偏离进水侧膜壳端板中心的位置。

优选的，所述浓水侧膜壳端板的侧壁设置有浓水排出管和产水排出管，所述产水排出管位于膜壳内的一端与最末端一个反渗透膜组件的中心管连接，所述浓水排出管连通膜壳内且位于最末端一个反渗透膜组件后侧的空间。

优选的，最前端一个所述反渗透膜组件的中心管与进水侧膜壳端板的中部连接。

优选的，所述进水流道的宽度变化范围为10～200密耳。

（三）有益效果

本发明提供了一种提高反渗透纳滤膜抗污染性能的膜组件结构。具备以下有益效果：

1、本发明，通过在反渗透膜组件的端盖处设置分流孔，使流向该反渗透膜组件的浓水进行分流，分流到反渗透膜组件和膜壳之间的浓水补充到下一个反渗透膜组件的进水侧，进而使浓差极化减小，减少下游的反渗透膜组件的污堵，提高其使用寿命。

2、本发明，通过改变各个顺序连接的反渗透膜组件内的进水流道的进水宽度，并且逐渐减小，这样可以保证在进水流量因产水而减小的情况下，膜壳中的反渗透膜组件进水流速或反渗透膜组件组合中的平均进水流速因进水流道变窄保持进水流速均匀。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明去除端盖后的剖视图；

图3为本发明的剖视图；

图4为本发明的端盖处示意图；

图5为图3中A处的放大图；

图6为图3中B处的放大图。

其中，1、原水进入管；2、进水侧膜壳端板；3、膜壳；4、反渗透膜组件；5、浓水侧膜壳端板；6、浓水排出管；7、产水排出管；8、进水流道；9、端盖；10、密封圈；11、分流孔槽；12、分流孔；13、密封圈槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例一：

如图1-6所示，本发明实施例提供一种提高反渗透纳滤膜抗污染性能的膜组件结构，包括膜壳3，膜壳3与反渗透膜组件4之间的空间供浓水流过，膜壳3的内部设置有至少两个反渗透膜组件4，在增压后的原水从原水进入管1进入后，可以在反渗透膜组件4处进行反渗透，最前端一个反渗透膜组件4的中心管与进水侧膜壳端板2的中部连接，这时最前端一个反渗透膜组件4的中心管被进水侧膜壳端板2上的实心堵头堵住，原水进入管1偏离进水侧膜壳端板2中心的位置，各个反渗透膜组件4的中心管依次连接，反渗透膜组件4的内部设有进水流道8，从上游到下游的反渗透膜组件4对应的进水流道8的宽度逐渐减小，且进水流道8的数量均相同，通过减少进水流道8的宽度，可以使各个反渗透膜组件4在浓水流入时相对于直接流入流速得到提高，保证在进水流量因产水而减小的情况下，膜壳3中的反渗透膜组件4进水流速或反渗透膜组件4组合中的平均进水流速因进水流道8变窄保持进水流速均匀，进水流道8的宽度变化范围为10～200密耳；

反渗透膜组件4的两端均设置有端盖9，端盖9的外圆侧面设置有分流孔槽11和密封圈槽13，密封圈槽13的内部设置有密封圈10，用于阻挡上游反渗透膜组件4的浓水直接流到当前上游反渗透膜组件4和膜壳3之间，使浓水向右在膜壳3与反渗透膜组件4之间流过，密封圈槽13位于分流孔槽11的左侧，分流孔12贯穿分流孔槽11，密封圈槽13的外侧面紧贴膜壳3的内壁，端盖9的侧壁贯穿有分流孔12，分流孔12与分流孔槽11连通，从左到右的反渗透膜组件4对应的端盖9上的分流孔12和分流孔槽11尺寸逐渐减小，这样后一个反渗透膜组件4的进水量可以从上一个反渗透膜组件4与膜壳3之间流过的浓水得到补充，进而使浓差极化减小，减小靠后的反渗透膜组件4堵塞的情况，提高其使用寿命；

最末端一个反渗透膜组件4对应的端盖9上不设置分流孔12，且其上的密封圈10可以阻挡浓水，使浓水全部进入到最末端一个反渗透膜组件4内；

膜壳3的末端设置有浓水侧膜壳端板5，膜壳3的前端设置有进水侧膜壳端板2。

进水侧膜壳端板2的侧壁设置有原水进入管1，用于原水进入，原水进入管1与膜壳3的内侧连通。

浓水侧膜壳端板5的侧壁设置有浓水排出管6和产水排出管7，产水排出管7位于膜壳3内的一端与最末端一个反渗透膜组件4的中心管连接，浓水排出管6连通膜壳3内且位于最末端一个反渗透膜组件4后侧的空间，这样可以将最末端一个反渗透膜组件4产生的浓水流出。

工作原理：原水从原水进入管1进入后，由于最前端一个反渗透膜组件4在端盖9上的密封圈10的阻挡作用下，使得原水在最前端一个反渗透膜组件4的端盖9对应的分流孔12进行分流，一部分从进水流道8进入到最前端一个反渗透膜组件4，经过反渗透处理，产生的浓水浓度相对于原水得到提高，一部分从膜壳3与该反渗透膜组件4之间流入到下一个反渗透膜组件4的进入侧，这一部分可以使最前端一个反渗透膜组件4产生浓水浓度降低，流入最前端一个反渗透膜组件4内的原水经过反渗透处理，使浓水流到下一个反渗透膜组件4的进入侧与从膜壳3与反渗透膜组件4之间流过的原水汇合，之后从下一个反渗透膜组件4的分流孔12分流，其原理与上述步骤相同，通过浓度的降低缓冲，解决了浓差极化，由于最下一个反渗透膜组件4的端盖9上没有分流孔12，以及在其上的密封圈10的阻挡作用下，使得浓水全部流入最下一个反渗透膜组件4内，经过反渗透使浓水到达浓水侧膜壳端板5一侧，再从浓水排出管流出，各个反渗透膜组件4中心管内的产水，以此从各个反渗透膜组件4的中心管流到产水排出管7排出，各个反渗透膜组件4按浓水流过的顺序对应的进水流道8逐渐减小，保证在进水流量因产水而减小的情况下，膜壳3中的反渗透膜组件4进水流速或反渗透膜组件4组合中的平均进水流速因进水流道8变窄保持进水流速均匀。

实施例二：

本实施例与实施例一的不同之处在于：各个反渗透膜组件4内的进水流道8的宽度均一致，且进水流道8的数量均相同。

工作原理：原水从原水进入管1进入后，由于最前端一个反渗透膜组件4在端盖9上的密封圈10的阻挡作用下，使得原水在最前端一个反渗透膜组件4的端盖9对应的分流孔12进行分流，一部分从进水流道8进入到最前端一个反渗透膜组件4，经过反渗透处理，产生的浓水浓度相对于原水得到提高，一部分从膜壳3与该反渗透膜组件4之间流入到下一个反渗透膜组件4的进入侧，这一部分可以使最前端一个反渗透膜组件4产生浓水浓度降低，流入最前端一个反渗透膜组件4内的原水经过反渗透处理，使浓水流到下一个反渗透膜组件4的进入侧与从膜壳3与反渗透膜组件4之间流过的原水汇合，之后从下一个反渗透膜组件4的分流孔12分流，其原理与上述步骤相同，通过浓度的降低缓冲，解决了浓差极化，由于最下一个反渗透膜组件4的端盖9上没有分流孔12，以及在其上的密封圈10的阻挡作用下，使得浓水全部流入最下一个反渗透膜组件4内，经过反渗透使浓水到达浓水侧膜壳端板5一侧，再从浓水排出管流出，各个反渗透膜组件4中心管内的产水，以此从各个反渗透膜组件4的中心管流到产水排出管7排出。

实施例三：

本实施例与实施例一的不同之处在于：各个反渗透膜组件4的端盖9上均不设置分流孔12，各个反渗透膜组件4对应的进水流道8宽度按10密耳为梯度逐渐降低。

工作原理：原水从原水进入管1进入到膜壳3内后，依次从连接的各个反渗透膜组件4内处理，通过进水流道8进入到各个反渗透膜组件4，由于进水流道8逐渐变窄，使得从上一个反渗透膜组件4产生的浓水在从进水流道8进入到下一个反渗透膜组件4的进水流道8后，流速相对于直接不变窄之前得到提高，保证在进水流量因产水而减小的情况下，膜壳3中的反渗透膜组件4进水流速或反渗透膜组件4组合中的平均进水流速因进水流道8变窄保持进水流速均匀，进而解决了浓差极化。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。