[发明专利]一种适用于不同水质的复合膜元件及制作方法

说明书

本发明公开了一种适用于不同水质的复合膜元件及制作方法，该元件包括一个中心管、一个反渗透膜组和一个纳滤膜组，反渗透膜组包括一反渗透膜片、一反渗透膜组的浓水流道布和一纯水流道布，纳滤膜组包括一纳滤膜片、一纳滤膜组的浓水流道布和一纯水流道布。这种复合膜元件不仅应用范围广，保证饮水健康且不结垢，而且通量要高，对于钙、镁离子等的截留率比单一纳滤膜的截留率要高，有效提高复合膜元件的寿命。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种适用于不同水质的复合膜元件及制作方法。

背景技术

随着我国经济和生活水平的提高，人们对饮用水的水质要求也越来越高，净水机在居民家庭中的应用也越来越普遍。TDS(Total dissolved solids)是检测净水器出水水质的重要指标之一。受地理位置的影响，南北地区自来水的TDS具有较大差异。根据博乐宝地图统计的中国自来水水质TDS分布情况如表1所示，全国自来水TDS范围分布十分宽泛，从小于100mg/L到大于500mg/L，针对TDS低于100mg/L的水体，采用目前单一的纳滤膜元件可以实现产水TDS在30-90mg/L的范围；针对TDS高于500mg/L的水体，采用目前单一的反渗透膜元件可以实现产水TDS在30-90mg/L的范围。但对于全国78％的自来水的水质TDS为100-500mg/L，单一的纳滤膜和单一的反渗透膜均无法实现产水TDS在30-90mg/L的范围。因此，根据不同的水质选用不同性能的膜元件既满足产水TDS稳定在30-90mg/L，保证饮用水健康且不结垢，又能使膜元件运行性能达到最优，具有重要意义。

表1.博乐宝地图统计的中国自来水水质TDS分布情况

目前单一的反渗透膜元件在净水器的应用上存在以下缺点：(1)通量小，低于纳滤膜；(2)由于反渗透膜对于无机型钙离子及碳酸根、硫酸根的高度截留，容易导致无机型碳酸钙和硫酸钙的结垢，从而导致膜通量在低废水率的使用过程中急剧下降；(3)反渗透膜的产水接近纯净水，科学研究表明，人们长期饮用矿物质含量极低的纯净水，不利于人体健康。

目前单一的纳滤膜具有较高的有机物去除率、较高的重金属去除率、高通量、低废水率、不易结垢等优点，但是由于单一的纳滤膜对于自来水中的钙离子、镁离子等截留率偏低，如果直接使用在高硬度、高碱度自来水的地区时，产水烧水时还是会产生水垢，影响饮用口感。

发明内容

本发明的目的在于解决目前膜元件适用范围窄，单一反渗透膜通量小、膜浓水侧易结垢、寿命短和单一纳滤膜脱盐率低，烧水结垢的问题，提供一种适用于不同水质的复合膜元件及制作方法，降低反渗透膜浓水侧的无机结垢趋势，有效提高复合净水膜元件的寿命和通量，稳定产水水质、烧水不结垢。

本发明采用的技术方案是：一种适用于不同水质的复合膜元件的制作方法，包括以下步骤：

步骤1，根据进水水质、净水机运行条件、反渗透膜和纳滤膜的脱盐、通量特点等条件确定两种膜片的膜面积配比；

步骤2，按照所需面积配比，根据膜袋长度和宽度优化设计的尺寸裁好反渗透膜片与纳滤膜片；

步骤3，将裁好后的反渗透和纳滤膜片对折，使膜片的脱盐层面对面设置，内表面形成进水流道，相邻外表面之间形成产水流道，浓水流道布置于进水流道内，纯水流道布位于所述的产水流道内；

步骤4，将反渗透膜片与纳滤膜片对折端放置中心管一侧，反渗透膜组与纳滤膜组可按任意顺序依次叠放在底层纯水流道布上然后卷绕在中心管外周。

优选地，步骤1中的两种膜片的膜面积配比可按照以下公式进行确定：

反渗透膜(RO)和纳滤膜(NF)两种膜片混卷，混卷膜元件脱盐率(R)理论公式：