一种小试错流纳滤膜组件

本发明涉及膜过滤，具体而言，尤其涉及一种小试错流纳滤膜组件。

背景技术：

1、纳滤(nf)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程，纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。与其他压力驱动型膜分离过程相比，出现较晚。它的出现可追溯到70年代末j.e.cadotte的ns-3 0 0膜的研究，之后，纳滤发展得很快，膜组件于80年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来，如ca、cta膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。纳滤是一种绿色水处理技术，在某些方面可以替代传统费用高，工艺繁琐的污水处理方法。其纳滤技术特点是：能截留分子量大于100的有机物以及多价离子，允许小分子有机物和单价离子透过；可在高温，酸，碱等苛刻条件下运行，耐污染；运行压力低，膜通量高，装置运行费用低；可以和其他污水处理过程相结合以进一步降低费用和提高处理效果。在水处理中，纳滤膜主要用于含溶剂废水的处理，能有效地去除水中的色度，硬度和异味。nf膜以其特殊的分离性能已成功地应用于制糖，制浆造纸，电镀，机械加工以及化工反应催化剂的回收等行业的废水处理。

2、小试错流纳滤膜组件，它是将纳滤膜固定在膜组件中，进料液测连接高压泵的组合体。目前小试实验应用最多的是错流腔体式膜组件，可仅由上下腔体、下腔膜支撑孔板、内密封圈和外密封圈组成，结构类似一般针头过滤器。然而实验室用错流膜反应器多为实验室人员采用各类板材自制加工，导致小试纳滤错流实验没有统一标准，数据误差大，无法科学评价纳滤膜性能参数。对于目前以界面聚合技术改性纳滤膜的研究而言，商品化纳滤膜组件膜面积尺寸无法满足需求。

技术实现思路

1、根据上述提出的市面上纳滤组件在膜面积尺寸单一、密封性差的问题。而提供一种小试错流纳滤膜组件。包括可拆解不锈钢外壳、嵌套内密封结构、防漏外密封和平板膜芯，外壳包括上壳和下壳，上壳包括上内腔、进料口及与进料口成直角的错流出口，进料口和错流出口与上内腔连通，当高压泵泵入进料液时，未过膜进料液受膜阻力作用由错流出口回流至进料液进行循环；下壳包括下腔透过液出口和下内腔，二者连通，上、下壳间密封，嵌套内密封包括上壳凸槽及槽内密封圈用于防止未过膜内侧漏，防漏外密封包括下壳凹槽及槽内密封圈用于防止进料液外漏；活动承托孔板承托滤膜以防进料液压力过大对膜进行冲击破坏，上下壳用四根不锈钢螺丝杆固紧。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种小试错流纳滤膜组件，包括：不锈钢外壳和平板膜芯，所述可拆解外壳包括可拆卸连接的上壳和下壳，所述上壳和下壳的内侧之间进行密封连接；

4、所述上壳包括进料口、与进料口成角度设置的错流出口和上内腔，所述上内腔开设在上壳的内部，所述进料口连接在上壳轴向外端部，所述错流出口连接在上壳侧壁，所述进料口和错流出口的内端均与上内腔内部相连通。所述进料口用于高压泵向上内腔中泵入进料液，所述错流出口用于流出浓缩液；所述下壳包括开设在下壳内部的下内腔以及连接在下壳轴向外端部的下腔透过液出口，所述平板膜芯包括下内腔与上内腔之间安装的滤膜，所述下腔透过液出口与下内腔内部相连通，用于收集透过滤膜的透过液或清液。

5、进一步地，所述进料口与错流出口成90°设置。

6、进一步地，进料液经进料口进入到上内腔后，受膜阻力作用只能从与进料口成90°直角的错流出口流出，在上内腔内受水平剪切力作用形成错流，减缓进料液对膜表面污染，维持水通量。

7、进一步地，所述下内腔与上内腔之间设置有活动承托孔板，用于承托滤膜。

8、进一步地，所述上壳和下壳之间分别采用嵌套内密封和防漏外密封。

9、进一步地，所述嵌套内密封是在不锈钢上壳上铣槽加工一个上壳嵌套内密封凸槽，该凸槽内填装上壳凸槽压膜内密封圈，上壳凸槽压膜内密封圈压在置于活动承托孔板上的滤膜或薄膜上层，防止进料液未过膜，从周边侧漏进下腔。所述防漏外密封是在不锈钢下壳外周铣槽加工一个下壳防漏外密封凹槽，该凹槽内填装下壳凹槽压壳外密封圈，下壳凹槽压壳外密封圈压在上壳防止进料液外漏。

10、进一步地，所述活动承托孔板置于下壳上加工的下壳凹形孔板槽内，所述活动承托孔板、下壳凹形孔板槽、滤膜、上壳凸槽压膜内密封圈同轴设置且外周投影重合。

11、进一步地，所述上壳和下壳均呈圆盘状结构，所述上壳上靠近外边缘盘沿的圆周方向上开设有4个贯穿的螺纹孔，螺纹孔分布在上内腔的外侧；所述下壳上靠近外边缘盘沿的圆周方向上对应开设4个贯穿螺纹孔，分布在下内腔的外侧；上、下螺纹孔分别同轴设置，用不锈钢螺丝杆和不锈钢蝶形螺母穿连固紧。

12、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

13、本发明提供的小试错流纳滤膜组件，不锈钢壳体密封性、耐腐蚀性好良好且易加工。双密封设计可有效防止未过膜内侧漏进料液外漏，提供可靠的纳滤高跨膜压差测试条件。

14、综上，应用本发明的技术方案能够解决市面上纳滤组件膜面积尺寸单一、密封性差的问题。

15、基于上述理由本发明可在错流过滤、纳滤领域广泛推广。

技术特征：

1.一种小试错流纳滤膜组件，其特征在于，包括：可拆解不锈钢外壳、和安装在外壳内部的平板膜芯，所述外壳包括上壳和下壳，所述上壳和下壳之间进行密封；

2.根据权利要求1所述的小试错流纳滤膜组件，其特征在于，所述进料口(1)与错流出口(2)成90°设置。

3.根据权利要求2所述的小试错流纳滤膜组件，其特征在于，进料液经进料口(1)进入到上内腔(15)后，受膜阻力作用只能从与进料口(1)成90°直角的错流出口(2)流出，在上内腔(15)内受水平剪切力作用形成错流，减缓进料液对膜表面污染，维持水通量。

4.根据权利要求1所述的小试错流纳滤膜组件，其特征在于，所述下内腔(10)与上内腔(15)之间设置有活动承托孔板(5)，用于承托滤膜。

5.根据权利要求4所述的小试错流纳滤膜组件，其特征在于，所述上壳和下壳之间分别采用嵌套内密封和防漏外密封。

6.根据权利要求5所述的小试错流纳滤膜组件，其特征在于，所述嵌套内密封包括在不锈钢上壳上铣槽加工的一个上壳嵌套内密封凸槽(16)，所述上壳嵌套内密封凸槽(16)内填装上壳凸槽压膜内密封圈(3)，所述上壳凸槽压膜内密封圈(3)压在置于活动承托孔板(5)上的滤膜或薄膜上层，防止进料液未过膜，从周边侧漏进下腔。

7.根据权利要求5所述的小试错流纳滤膜组件，其特征在于，所述防漏外密封包括在不锈钢下壳外周铣槽加工的一个下壳防漏外密封凹槽(12)，所述下壳防漏外密封凹槽(12)内填装下壳凹槽压壳外密封圈(4)，所述下壳凹槽压壳外密封圈(4)压在上壳防止进料液外漏。

8.根据权利要求6所述的小试错流纳滤膜组件，所述活动承托孔板(5)置于下壳上加工的下壳凹形孔板槽(9)内，所述活动承托孔板(5)、下壳凹形孔板槽(9)、滤膜、上壳凸槽压膜内密封圈(3)同轴设置且外周投影重合。

9.根据权利要求1所述的小试错流纳滤膜组件，其特征在于，所述上壳和下壳均呈圆盘状结构，所述上壳上靠近外边缘盘沿的圆周方向上开设有4个贯穿的螺纹孔，螺纹孔分布在上内腔(15)的外侧；所述下壳上靠近外边缘盘沿的圆周方向上对应开设4个贯穿螺纹孔，分布在下内腔(10)的外侧；上、下螺纹孔分别同轴设置，用不锈钢螺丝杆(8)和不锈钢蝶形螺母(7)穿连固紧。

技术总结
本发明提供一种小试错流纳滤膜组件，包括可拆解不锈钢外壳和平板膜芯，外壳包括上壳和下壳，上壳包括上内腔、进料口及与进料口成角度设置的错流出口，进料口和错流出口与上内腔连通，当高压泵泵入进料液时，未过膜进料液受膜阻力作用由错流出口回流至进料液进行循环；下壳包括下腔透过液出口和下内腔，二者连通，上、下壳间密封，嵌套内密封包括上壳凸槽及槽内密封圈，用于防止未过膜内侧漏，防漏外密封包括下壳凹槽及槽内密封圈，用于防止进料液外漏；活动承托孔板承托滤膜以防进料液压力过大对膜进行冲击破坏，上下壳用四根不锈钢螺丝杆固紧。本发明可解决商品化小试纳滤膜组件膜面积尺寸单一、密封性差的问题。

技术研发人员：王国文,王栋,马红超,潘有赫
受保护的技术使用者：大连工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15