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從“水鬼”到“膜鬼”的歷程 多頁外螺旋反滲透技術靈感的閃現

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從“水鬼”到“膜鬼”的歷程 多頁外螺旋反滲透技術靈感的閃現

發布日期:2017-01-10 00:00 來源:http://www.q2pz.com 點擊:

從“水鬼”到“膜鬼”的歷程 多頁外螺旋反滲透技術靈感的閃現

2015年11月,加侖膜首次開發出多頁外螺旋反滲透膜技術,并正式推出家用抗污染膜、超低壓膜、大通量膜、快接一體膜、納濾膜五大系列反滲透膜元件。作為膜行業國家標準的制定單位,加侖膜在先進技術引進和自我創新研究的道路上積累了豐富的成功經驗。

  一、傳統的內螺旋反滲透方式及其局限

  單膜袋反滲透技術

  反滲透膜部件是凈水機的核心部件,直接決定了凈水器的過濾效果。為了節省空間和安裝使用方便,傳統的反滲透膜部件都是采用單個膜袋沿中心產水管螺旋纏繞的方式,形成多層緊密的膜袋層構成的圓柱狀構成。中心產水管作為集水管,膜袋的多層純水收集到中心產水管,最后通過純水出口提供干凈純水。這種純水流道方向為內螺旋形式,其最主要的特點是:流道長,純水流道阻力大,純水流速慢,并造成反滲透膜部件的有效反滲透面減少,從而造成產水量減小。而且集水管只有一頭出純水,在實際應用時有較大局限。

  現有的反滲透膜部件對純水機的安裝也很受限。因為現有的反滲透膜部件只有一個中心管作為固定支撐,外圍的膜袋圍繞在中心管周圍,周圈沒有支撐受力點,因此不牢固。當中心管受外力時,膜元件容易形成錐形,膜袋與膜袋之間就會存在磨擦,導致膜片受損,脫鹽率下降,從而影響整支膜件的使用壽命。

  多膜袋內螺旋反滲透技術

  另外,目前還出現了由多個膜袋構成的反滲透膜部件。這種多膜袋反滲透膜部件主要包括中心集水管和多個膜袋,中心集水管的側面設有若干排與每個膜袋對應的進水口,中心集水管的內部靠近一端處設有隔斷,其原理同傳統的單膜袋類似,只不過將一個膜袋變為多個膜袋,減少了單個流道長度,并減輕了部分流道阻力,但是仍然采用中心管作為集水管,因此仍然存在傳統反滲透膜部件的固有缺陷。凈化水經過每個膜袋的導布集中流入到中心集水管,即由周邊向中心集水,且純水只從中心集水管的一端流出,由于多膜袋凈化水都集中到一根中心產水管,造成凈水化水流阻力增大,流速減慢,膜袋內壓力增加。反滲透膜產水量受反滲透膜影響很大,膜袋內壓力增加,造成有效反滲透壓減小,從而造成膜元件總產水量減少,膜片利用率下降,影響整支膜的使用壽命。

  二、多頁外螺旋反滲透技術的開發歷程

  從水鬼到膜鬼的歷程

  提到多頁外螺旋反滲透技術,必須要先提到一個人:加侖膜研發總工程師羅小勇。羅是行業熟知的老水鬼,2003年,羅小勇便開始進入凈水行業,那時候國內的凈水企業非常少,國內凈水市場僅僅局限于工業膜的使用范圍,而且基本被陶氏等國外大品牌所壟斷。家用凈水行業還處在蠻荒時代。在這個時候,羅小勇以及一批有遠見卓識的凈水人,已經透過迷霧看到了中國家用凈水市場的發展潛力,成為國內最早從事凈水行業的外行人,時至今日,很多圈內人稱他們為老水鬼。

  2008年,隨著各地區水污染事件的曝光,普通家庭開始關注自己的飲水健康,家用凈水市場逐漸興起,凈水企業如雨后春筍般在各地紛紛成立,尤以廣東、滬浙為甚。當大家都在關注凈水器的時候,羅小勇卻敏銳的看到了凈水器后面膜的市場,開始潛心研究國內外各種反滲透膜材、膜元件的工藝水平和卷膜技術。在這個過程中,羅小勇先后獲得5項國家發明專利,并在2013年,被中國文化出版社評選為中國百名杰出貢獻人物。羅小勇慢慢的完成了從一個資深的老水鬼轉變成膜鬼的蛻變歷程。

  多頁外螺旋反滲透技術靈感的閃現

  2014年,一次偶然的機會,羅小勇接觸到了ARAB公司總裁ALEXChen,彼此促膝長談,一拍即合。于是,由ARAB與中國英航合資的膜制造公司加侖膜很快在深圳成立,羅小勇出任公司總經理兼研發總工程師。同年,在羅的極力協調下,加侖與浙江大學膜科學實驗室建立了合作關系,并邀請陳歡林教授擔任加侖技術顧問,加侖膜科學實驗室也于同期正式成立。隨后,薛廣波等多位國內外知名專家陸續成為加侖膜的高級技術顧問。

  在加侖成立之前,羅小勇一直有自己的研究課題,那時他正在研究如何提高膜的透水率和回收率問題,但是并沒有很大突破。因為傳統的方法除了選用透水率更高的膜片、增加膜頁寬度和水的周轉頻率,一直沒有找到更好的辦法,而這些方法都沒有從根本上解決課題所面臨的問題。

  羅小勇仔細研究了ARAB公司在膜元件開發工藝上的成果,并在此期間多次深入GE研發實驗室訪問學習,逐漸感覺到要想從根本上解決問題,可能就要從膜的結構上進行思考。羅與幾位專家顧問交流溝通了想法,大家認為可以去嘗試一下。

  多頁外螺旋反滲透技術的實踐

  2014年10月,加侖擁有了自己的膜研發實驗室。多頁外螺旋反滲透技術的實驗正式被列入研究課題,并成立了專門的研究小組,羅小勇擔任組長,親自指導工程師操作實驗。經歷長達1年時間的不斷實驗,試用了國內外數十種不同類型膜材料對比,2015年8月,實驗室終于研發出第一支各項指標基本達標的膜元件,這也標志著多頁外螺旋反滲透技術的實踐終于有了成果。緊接著,實驗室又進行了多項指標測試,在近兩個月的后續實驗過程中,多頁外螺旋反滲透技術項目終于被確定是可行的。它可以從根本上克服現有技術的缺陷和不足,通過外螺旋技術有效地縮短了純水流道長度,減少純水收集過程中所受的阻力,從而提高純水的流速,增加出水量。通過對中心集水管的改造,設立多個內外支撐點,使得膜管受力均勻、不變形,可以有效減輕膜袋內的壓力,從而使得膜元件的使用效果更穩定,延長了膜元件的使用壽命。

  多頁外螺旋反滲透的技術鑒定和國家認可

  2015年11月,ARAB在科威特對多頁外螺旋技術進行技術鑒定,并舉行公開發布會,在眾多媒體的見證下,多頁外螺旋技術成果得到了世界認可。與此同時,加侖正式提交各項資料,在全球數十個國家申請發明專利保護。中國專利局已經正式發文受理發明專利申請,預計專利很快將會下來。多頁外螺旋反滲透技術的發明,彌補了行業空白,為促進行業發展和進步作出了卓越貢獻。

(完)


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