[发明专利]螺旋缠绕膜元件和渗透液载体

说明书

技术领域

本申请涉及螺旋缠绕膜元件和模块并且涉及用于螺旋缠绕膜元件和模块的渗透液载体。

背景技术

通过围绕穿孔中心管缠绕一个或多个膜叶片和进给间隔片材制造螺旋缠绕膜元件。叶片具有放置在两个大体矩形膜片材之间的渗透液载体片材。膜片材沿着三个边缘密封在一起。叶片的第四边缘敞开并且紧靠中心管。渗透液载体片材的一个或多个层也可以围绕中心管缠绕以将膜叶片支撑在中心管中的穿孔上并且提供叶片的边缘和中心管之间的流动路径。也称为渗透液的产品水穿过膜片材并且然后流动通过渗透液载体片材到达中心管。

渗透液载体片材可以是由环氧树脂或三聚氰胺涂层聚酯细丝编织的经编织物。经编织物是多孔的并且在织物的一侧形成由凹槽分离的一系列平行脊，所述脊防止膜叶片塌缩。凹槽垂直于中心管取向以提供较少阻塞的通道以便渗透液向内流动通过叶片到达中心管。由例如毡或另一种非编织的或另外的多孔片状材料制造的独立加强或防拱胀层可以放置在膜片材和经编织物之间以有助于防止膜片材被压入经编织物的凹槽中。

美国专利第6,656,362号公开可以用于高压螺旋缠绕膜的渗透液载体片材和加强片材的各种尺寸和材料。国际公布第WO03/101575号公开旨在具有低流动阻力的渗透液载体材料。美国专利第4,802,298和7,048,855号描述直接粘结到膜片材的渗透液载体材料。美国专利申请公布第2004/0195164A1号描述一种螺旋缠绕膜元件，其中a)中心管中的穿孔的总面积乘以围绕中心管缠绕的一层渗透液载体的开口的百分比至少高达b)中心管的内横截面面积。

发明内容

下面将详细描述的渗透液载体包括两层或三层。两个外层或仅仅两个层阻止膜片材移动到渗透液载体中的渗透液通道中。渗透液通道可以位于中心层中，或位于外层的内侧上，或两者。所有层可以由经编片材制造。按渗透液通道不受膜片材阻塞的程度，通道呈现渗透液流动的较低阻力。膜片材也可以耐受较高压力，或受到较小损坏，原因是它未被拉伸到渗透液通道中。渗透液载体片材的总厚度可以类似于典型单层经编渗透液载体片材的厚度，例如大约0.010至0.012英寸。

下面将描述的渗透液载体片材被涂覆以使它的表面亲水。亲水涂层促进渗透液通道中的水流动。涂层例如可以是交联聚乙烯醇（PVA）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或其它化学制品。

下面将描述的渗透液载体片材围绕中心管缠绕成一层或多层。渗透液载体片材中的通道相对于中心管的纵轴线螺旋地取向。通道的螺旋取向减小渗透液沿着中心管的长度从膜叶片的敞开边缘处的渗透液载体片材中的通道流动到中心管中的穿孔的阻力。

渗透液载体片材可以在螺旋缠绕膜元件或模块中使用。渗透液载体片材或它们的特征中的任意一个或多个可以与相同的螺旋缠绕膜元件或模块组合使用。

附图说明

图1是螺纹缠绕膜元件的剖视透视图。

图2是包括图1的元件的螺纹缠绕膜模块的剖视透视图。

图3是渗透液载体片材的顶层的照片。

图4是渗透液载体片材的中间层的照片。

图5是渗透液载体片材的底层的照片。

图6是围绕螺旋缠绕膜元件的中心管缠绕的渗透液载体片材的侧视图。

具体实施方式

参考图1和2，通过围绕穿孔中心管16缠绕一个或多个膜叶片12和进给间隔片材14形成螺旋缠绕膜元件10。膜叶片12也可以称为包膜。进给间隔片材14也可以称为盐水通道间隔器。中心管16也可以称为芯、渗透液管或产品水收集管。叶片12包括围绕渗透液载体片材20的两个大体矩形膜片材18。紧靠中心管16的膜叶片12的边缘敞开，但是叶片12的其它三个边缘例如由粘合剂密封。

膜片材18可以具有铸造到支撑或背衬层上的分离层。分离层例如可以是醋酸纤维素、聚酰胺、薄膜复合材料或可以形成为分离膜的其它材料。分离层可以具有例如在逆向渗透、纳米过滤或超滤范围内的孔隙。也称为渗透液的被过滤产品水穿过膜片材，而取决于膜片材18的孔隙尺寸溶解盐或悬浮固体或其它污染物的通过由膜片材18拒绝。