[发明专利]一种高通量膜元件、膜组件及膜系统

说明书

本发明公开了一种高通量膜元件、膜组件及膜系统，高通量膜元件包括管状膜元件，管状膜元件上设置有呈同心圆布置的至少两层过滤通道层，每层过滤通道层包括多个圆周分布的过滤通道，且在管状膜元件的中心处设置有内腔通道。本发明通过增加膜元件的内腔通道，从而增大了膜元件的渗透面积，降低了循环流量与透过膜的渗出量的比值，显著提高陶瓷膜元件的渗透性能，节约了能耗。

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种高通量膜元件、膜组件及膜系统。

背景技术

近年来，膜分离作为一种新型的高精度、易再生、耐酸碱的分离、浓缩、提纯及净化技术，现已广泛应用到环境工程、制药工程、生物工程、食品饮料工业、化学工业、冶金工业等领域。

目前已经普遍应用的膜元件主要为多通道管状膜，多通道管状膜具有多个通道，形成蜂窝状结构，这种多通道的形式在保证膜管机械强度的同时，也增加了与料液接触的面积，从而有效增大过滤效率；多通道形式的管状膜在带来诸多优点的同时，也有其自身的局限性，其局限性主要表现在受到壁厚、构型等的影响过滤阻力较大，过滤效率低，内外通道膜过滤效率的不统一等；由于中间通道与膜元件外部距离远大于外部通道的距离，导致膜元件中间通道产生的过滤液需要多级渗透，经较长的渗透距离后才能流出膜元件，其跨膜压差明显高于外部通道，从而使中间通道使用效率低下。内外通道使用效率上的差异，导致膜元件整体利用率不高，造成膜系统配套设备能耗较高，不能有效的节约能耗，提高流体渗透通量。

公告号CN110015784A的发明实施例提供了一种新型尿液资源回收利用装置，包括：进水系统、柔性陶瓷膜过滤系统、活性炭臭氧吸附脱色杀菌系统和出水系统；所述进水系统包括进水泵和进水管路；所述柔性陶瓷膜过滤系统是由两层柔性陶瓷膜组件构成，分别为外层陶瓷膜1和内层陶瓷膜3；所述活性炭臭氧吸附脱色杀菌系统位于所述外层陶瓷膜和内层陶瓷膜之间，由活性炭6、臭氧发生器5和臭氧催化剂4构成，所述臭氧发生器4位于所述活性炭臭氧吸附脱色杀菌系统的底部；所述出水系统由出水管路和储存箱构成，所述内层陶瓷膜过滤出水通过所述出水管路进入到所述储存箱中。本发明实施例提供了一种新型尿液资源回收利用装置，实现了尿液中水资源回收，处理技术简单，易实现。且水中杂质少、品质高，回收成本低。

但是上述公开的膜元件方案仍然存在着多通道管状膜内部通道过滤效率远低于外部通道、膜元件整体利用率不高的情况。

公告号CN109731477A的发明提供一种内置挡板的陶瓷膜组件，包括管状壳体(A)，壳体上封头(B1)、下封头(B2)，上花盘(C1)、下花盘(C2)和陶瓷膜膜元件(H)。壳体(A)内装载陶瓷膜元件(H)，花盘焊接在壳体上，花盘上具有与陶瓷膜元件相同的开孔数使得陶瓷膜元件在管状壳体内平行排列。其特征在于壳体上封头(B1)、下封头(B2)内有分隔板(G)，实现N级串联，分隔板一端与所述管状壳体上的花盘通过密封胶相连，另一端与壳体封头相连，使得壳体封头与花盘间形成空腔。通过改变物料在膜组件内的流向，实现组件内部陶瓷膜元件串联。该组件日处理量较大，降低成本，减少占地面积。能够提高组件渗透效率，提高产品回收率，降低能耗，减缓膜污染。

公告号CN209392837U的发实用新型公开了一种陶瓷膜与瓷砂双层过滤器，包括罐体，所述的罐体上部设有第一过滤层，所述的第一过滤层将罐体内部分为上部过滤腔以及下部过滤腔，所述的上部过滤腔连通有进液口，所述的下部过滤腔连通有排污口，所述的下部过滤腔内设有若干过滤管，所述的过滤管均与集液组件连通，所述的集液组件连通有出液口，可以通过第一过滤层对过滤腔内污水进行第一过滤，之后第一次过滤后污水进入下部过滤腔，下部过滤腔内污水通过过滤管周壁进行第二次过滤，过滤后污水进入过滤管内，之后过滤管内过滤水通过集液组件流至出液口，过滤高效快捷。

但是上述公开的膜组件方案存在膜元件整体利用率不高，造成膜系统配套设备能耗较高，不能有效的节约能耗、提高流体渗透通量的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高通量膜元件、膜组件及膜系统。