[发明专利]一种卷式陶瓷膜的制备方法和制得的产品以及过滤净水器

说明书

本发明公开了一种卷式陶瓷膜的制备方法，通过将柔性的、具有渗透通道的平板陶瓷膜片进行卷曲，而形成各卷曲层呈间隔的卷式陶瓷膜支撑体，然后在其外表面制备分离膜层而得到卷式陶瓷膜。此外，还公开了利用上述制备方法制得的产品以及过滤净水器。本发明制得的卷式结构陶瓷膜，以平板陶瓷膜结构为基础，通过卷曲大幅提高了膜面积，而且利用陶瓷材料的刚性实现陶瓷膜的自支撑，因而明显优于有机膜需要特定的支撑结构。本发明过滤净水器无需辅助能源提供动力，过滤性能优异，运行过程中不产生废水，而且不影响自来水的自然循环。

技术领域

本发明涉及陶瓷膜分离技术领域，尤其涉及一种陶瓷膜的制备方法和制得的产品以及过滤净水器。

背景技术

无机陶瓷膜具有耐高温、耐溶剂、耐酸碱腐蚀、高机械强度以及易清洗可再生等优点，在石油化工、食品、制药、环保等领域有着独特的技术优势。目前，无机膜常见构型为单管状、多通道管状、平板状和碟状。整体而言，上述构型导致无机膜组件的单位体积内的膜面积相对较小。卷状结构的有机膜能够大幅提升单位体积内的膜面积，减少膜分离设备的一次性硬件投资。但由于无机材料的刚性，使得无机膜难以获得类似有机膜的卷状结构。目前现有技术也研发了一种具有高膜面积/ 体积比的无机膜元件，即在蜂窝陶瓷内填充中空纤维无机膜，在有效提高无机膜的膜面积/体积比的同时，有效解决中空纤维无机膜的构型与其过滤模式之间的矛盾。然而，该构型的端口密封相对比较复杂。

此外，家用净水器实质上是给水深度处理的小型化，其主要处理对象是自来水中的浊度、色度、异嗅和有机物等。一般由预过滤(粗滤)、吸附、精滤(微过滤、超过滤、反渗透)等三部分组成。在复合型净水器中，膜技术复合净水器净水性能优良，特别在去除微生物(细菌、藻类等)方面有比较显著的效果。目前中空纤维有机膜是主流，将成束的中空纤维超滤膜经过浇铸工艺后制成超滤芯，滤芯由ABS 外壳、外壳两端的环氧封头和成束的中空纤维超滤膜三部分组成。环氧封头填充了中空纤维超滤膜之间的空隙，隔离了原液与透过液。中空纤维膜由于不能清洗，作为净水设备末端除菌使用一般1～2年需要更换。其次，这种水处理器的缺点是水的压力低于其工作压力，所以还需要增压泵，需要借助电力和压力。其较大的缺点就是废水比较多，一般要过滤掉50％左右的废水。

目前所采用的陶瓷过滤净水器主要采用插入式陶瓷滤芯，精度最高为0.1μm的双控制膜陶瓷滤芯可将细菌完全隔离在滤芯外面，不会产生二次污染，不怕堵塞，实现终端净水功能。但其缺点是滤芯寿命比较短，出水量小，而且体积较大，同样需要增压泵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卷式陶瓷膜的制备方法，通过将柔性的、具有渗透通道的平板陶瓷膜片进行卷曲，而形成各卷曲层呈间隔的卷式陶瓷膜支撑体，然后在其外表面制备分离膜层而得到卷式陶瓷膜。本发明的另一目的在于提供利用上述制备方法制得的产品以及过滤净水器。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种卷式陶瓷膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)卷式陶瓷膜支撑体的制备

(1-1)采用挤出成型法将塑性陶瓷泥料挤出成型为内部具有渗透通道的矩形平板陶瓷膜片，然后在其上放置弹性隔片，沿渗透通道方向一起进行卷曲而得到横截面呈螺旋状的圆柱型坯体；其中，所述平板陶瓷膜片其卷曲的起始端密封，其卷曲的末端折离圆柱型外侧而形成出水端；

(1-2)所述圆柱型坯体经干燥定型、去除弹性隔片后，经烧结即得到各卷曲外表面之间呈间隔的卷式陶瓷膜支撑体；

(2)分离膜层的制备

将所述卷式陶瓷膜支撑体以出水端向上而水平置于悬浮液浆料中，采用浸涂法在卷式陶瓷膜支撑体的外表面制备分离膜层，即得到卷式陶瓷膜。