1. 螺旋卷式
很好的先敘述卷式膜元件的概念。葉片有兩張平展開的膜和一張聚酯織物組成,聚酯織物在兩張膜的中間,葉片一端膠接起來形成一個(gè)袋,另一端(伸出來的聚酯織物)與帶孔的PVC管粘接。葉片之間有塑料網(wǎng),它們一起沿PVC中心管卷繞形成卷式構(gòu)型。塑料端部裝置粘接到卷式的葉片兩端,一端起反伸縮裝置(ATD)的作用,另一端起濃水密封的載體作用。玻璃鋼(FRP)材料的外表面保護(hù)卷式構(gòu)型。這樣,形成了一個(gè)完整的膜元件。
卷式膜元件裝入壓力容器內(nèi)試驗(yàn),性能符合要求即可出售。前面提到的聚酯織物是起產(chǎn)品水收集通道的作用。塑料網(wǎng)一是作為濃水(給水)通道;二是起加強(qiáng)給水通道水流紊動的作用,以便把濃差極化減少到更低程度。因?yàn)榫硎椒礉B透裝置的給水從膜元件的給水端流向濃水端,并平行于膜表面,這種水流方向就有濃差極化的傾向,因而葉片之間的塑料網(wǎng)是極為重要的。
卷式膜元件廣泛用于苦咸水的脫鹽,用于要求產(chǎn)水量較大的脫鹽時(shí),通常使用直徑為101.6mm(4in) 或203.2mm(8in ),長度為1016mm (40in)或1524mm(60in)的膜元件。
把一個(gè)或幾個(gè)膜元件連接起來,裝在圓筒形的壓力容器內(nèi),即構(gòu)成卷式膜組件。
壓力給水進(jìn)入第個(gè)膜元件,并在該膜元件的螺旋卷繞之間的通道內(nèi)流動。一部分給水滲透過膜,并通過卷式通道流到膜元件中心的產(chǎn)品水收集管,另一部分給水沿著膜元件長度方向繼續(xù)流動至第個(gè)膜元件,這一過程依次進(jìn)行。每個(gè)膜元件的產(chǎn)品水通過公共產(chǎn)品水管流成。當(dāng)給水每通過下一個(gè)膜元件時(shí),給水濃度增大,流過更后一個(gè)膜元件時(shí),給水成為濃水,并排出壓力容器。
2. 中空纖維式:
眾多中空纖維膜裝配在壓力容器內(nèi)構(gòu)成中空纖維式膜組件。如今常用的是杜邦公司生產(chǎn)的用于苦咸水脫鹽的B-9型中空纖維膜組件,現(xiàn)以此為例說明。中空纖維外徑為85μm,內(nèi)徑為42μm,壁厚為21.5μm。該纖維在其表面有一層很薄得致密層(即芳香族聚酯胺膜的脫鹽層),該層用以阻止鹽的透過,而能使水流穩(wěn)定通過。在此薄層下面有一較厚的同樣材料的多孔層,用來支撐脫鹽層。該層能讓水通過它流至中空纖維的內(nèi)孔。
中空纖維比人的頭發(fā)還細(xì),盡管其壁薄,外徑與內(nèi)徑比率差少為2:1,猶如厚壁圓柱,但其有自支撐作用,且強(qiáng)度足夠承受較高的壓力而不變形,不損壞。
對處理水量較大的系統(tǒng),可使用102×1194或203×1219的膜組件。壓力容器內(nèi)幾乎全部充滿纖維束,在纖維之間有約25μm的水通路。纖維束間是用無紡布隔開的,然后纏繞,整個(gè)纖維束分24層,纖維束更外層包有導(dǎo)流網(wǎng),以利濃水導(dǎo)流。,空心纖維在壓力容器內(nèi)呈U型平行排列,在纖維中間的進(jìn)水管道的一端用于進(jìn)加壓后的給水,另一端封堵密封,在其長度方向上有很多孔。纖維束的U型底部一端用環(huán)氧樹脂固定密封,另一端通過環(huán)氧樹脂板固定,并敞開中空纖維孔。進(jìn)水管道內(nèi)的水徑向流往纖維束里的許多纖維。有一部分水滲透進(jìn)中空纖維孔內(nèi),成為產(chǎn)品水,經(jīng)環(huán)氧樹脂圓環(huán)引出,另一部分在纖維束外邊緣(即壓力容器內(nèi)邊緣)軸向流往壓力容器的端部,成為濃水,不斷排走,并依靠O型密封環(huán)防止給水,濃水和產(chǎn)品水的混合。