高流量正渗透膜集合体及包含其的正渗透模块制造技术

本发明专利技术涉及高流量正渗透膜集合体及包含其的正渗透模块，更详细地，涉及如下正渗透膜集合体及正渗透模块，即，根据本发明专利技术的渗透膜集合体，通过在渗透膜内部形成更多流路，达到即使正渗透膜集合体呈螺旋型，也可顺畅地实现渗透作用，在提高渗透膜内部的流量的同时，可使通量沿着流体流动路径达到均匀，通过沿着流路促进形成乱流，提高在渗透膜面上的流速，可使在正渗透膜面上的浓差极化最小化，同时使因在渗透膜内部形成额外的流路而有可能发生的相互粘结的互不相同的渗透膜分离的现象最小化，根据本发明专利技术的正渗透模块，通过利用本发明专利技术的正渗透膜集合体，顺畅地实现渗透作用，使可形成渗透压梯度的分离膜的有效面积极大化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及高流量正渗透膜集合体及包含其的正渗透模块，更详细地，涉及如下正渗透膜集合体及正渗透模块，即，根据本专利技术的渗透膜集合体，通过在渗透膜内部形成更多流路，达到即使正渗透膜集合体呈螺旋型，也可顺畅地实现渗透作用，在提高渗透膜内部的流量的同时，可使通量沿着流体流动路径达到均匀，通过沿着流路促进形成乱流，提高在渗透膜面上的流速，可使在正渗透膜面上的浓差极化最小化，同时使因在渗透膜内部形成额外的流路而有可能发生的相互粘结的互不相同的渗透膜分离的现象最小化，根据本专利技术的正渗透模块，通过利用本专利技术的正渗透膜集合体，顺畅地实现渗透作用，使可形成渗透压梯度的分离膜的有效面积极大化。【专利说明】高流量正渗透膜集合体及包含其的正渗透模块
本专利技术设及高流量正渗透膜集合体及包含其的正渗透模块，更详细地，设及如下 高流量正渗透膜集合体，即，即使在正渗透膜集合体呈螺旋型的情况下，也可使渗透压梯度 极大化，从而在提高流量的同时，使产生渗透压梯度的分离膜有效面积的减少最小化。
技术介绍
若将具有虽使水透过但使溶解于水中的溶质（离子及分子)无法透过的性质的半 透膜设置于高浓度溶液和低浓度溶液之间，则低浓度溶液的溶剂会向高浓度溶液移动来达 到浓度平衡，运种自然现象被称作"渗透作用"或"渗透现象"。1867年，德国化学家Μ.特劳贝 发现了渗透现象，1877年，佩巧第一次测定了基于渗透现象所产生的渗透压。 如上所述的渗透现象为利用海水的淡水化技术的核屯、，利用海水的淡水化技术为 可解决随着基于溫室效应的气候变化、基于产业化的工业用水的增加、基于人口增长的水 需求量的增加而加剧的缺水现象的方法中的一种。 但是，迄今为止的海水淡水化工程属于高能量集约型工程，除非是中东等的缺水 地区，若在其他地区，则尚在经济方面存在局限性。 作为用于脱除海水中的盐的方法，可大致分为蒸发法和反渗透法。 在利用反渗透法的水处理方法中，为了从水中分离盐(化C1)等的被溶解的成分， 需向原水施加与因被溶解的成分而产生的渗透压相对应的压力。例如，溶解于海水中的盐 的浓度为30，000~45，OOOppm，所产生的渗透压为20~30个气压，为了利用原水生产淡水， 需向原水施加20~30个气压W上的压力，为了从海水中生产Im的淡水，通常需要6~lOkW/m 的能量。 目前，开发并采用用于反渗透工序的用于节减能量的能量回收装置，但在此情况 下，为了驱动高压累的马达而需要约3kW/mW上的能量。为了解决上述问题，作为解决方案， 近来提出了利用正渗透膜(forward osmosiS)的水处理工法。[000引在上述正渗透膜工法中，通过使低浓度溶液的溶剂向高浓度溶液侧移动，由此进 行膜分离，随着利用自然的渗透膜现象，无需额外的压力，因而比反渗透膜工法更具经济 性。因此，近来正积极研究正渗透膜，在概念上与反渗透(reverse osmosiS)法的概念相反 的正渗透法中，具有分离膜等有别于反渗透法的特征。因此，反渗透膜很难用于正渗透膜。 正渗透法需使水通过膜顺杨地从原水向驱动溶液流入，相反，需在使驱动溶质的 浓度维持在规定水平的同时，需维持高渗透压。 为此，使正渗透膜具有渗透方向上的高透水性、防止驱动溶液的溶质向反渗透方 向扩散是设计正渗透膜的重中之重。并且，应优先制作膜污染低的正渗透膜。 正渗透膜需满足的条件如下。 第一，为了使内部浓差极化（internal concenhation polarization)最小化并 提高耐污染性，正渗透膜内的支撑层应具有高气孔度、低气孔弯曲率。第二，为了提高水的 透过流量，需使正渗透膜的厚度最小化。第Ξ，为了使渗透膜与水的透过阻力最小化，需使 用亲水性原材料。第四，为了将驱动溶液的浓度维持在高浓度水平，需防止溶质从高浓度的 溶液向低浓度的溶液扩散。 另一方面，即使开发利用如上所述的正渗透膜，也无法保证可通过使渗透压梯度 最大化来实现从海水中分离淡水等的目的。为了实施正渗透法，必须优先准备如上所述的 正渗透膜，与此同时，需使海水顺杨地流向上述渗透膜的内部，从而在海水与向正渗透膜的 外部流动的驱动溶液之间形成良好的渗透压梯度。 W往，在正渗透膜集合体中包括一个间隔物来形成流路，W使海水顺杨地向正渗 透膜的内部流动，具体地，图1为W往的正渗透膜集合体的立体图，在正渗透膜1、3之间形成 一个间隔物2。但是，如上所述，若在正渗透膜之间形成一个间隔物，则因海水很难顺杨地流 入可使渗透压梯度最大化的正渗透膜的内部，因而具有很难获得目标流量的问题。 并且，在韩国特许申请第2010-7023340号中公开了正渗透用螺旋型卷绕膜模块， 但在上述特许申请中，仅仅阐述了可包括一个W上的间隔物，因而存在并未对上述间隔物 做出限定的问题，并且，仅仅阐述了可通过使上述正渗透用螺旋型卷绕膜模块包括一个W 上的间隔物来获得流体流动路径的目标高度、体积、通量或其他变数，而并未具体记载由此 产生的效果。 但是，即使W如上述申请的方式不限间隔物数量来在正渗透膜的内部形成多个间 隔物，也并不能直接实现通过形成优秀的渗透压梯度来增加流量运一目的。在W不考虑间 隔物的数量及单个间隔物的厚度的方式构成间隔物的情况下，会对正渗透模块所包括的可 形成渗透梯度的正渗透分离膜的面积产生影响，在超出间隔物的规定厚度的情况下，存在 如下问题，即，因减少上述正渗透分离膜的面积，反而有可能降低渗透梯度。 进而，因正渗透分离膜的粘结不良而有可能导致在应在流体层面相互隔离的正渗 透分离膜的内部和正渗透分离膜的外部之间产生流体移动，因存在上述问题，急需具体研 究可在解决上述问题的同时可获得最大流量的间隔物。
技术实现思路
[001引技术问题 本专利技术用于解决如上所述的问题，本专利技术所要解决的第一个问题在于提供如下正 渗透膜集合体，即，即使上述正渗透膜集合体呈螺旋型，也顺杨地实现渗透作用，从而可提 高流量，同时可在制作正渗透模块时便于卷绕，可防止因正渗透膜分离而导致的渗透梯度 的消失。 本专利技术所要解决的第二个问题在于，提供通过利用本专利技术的正渗透膜集合体来使 渗透梯度最大化，从而可使得流量得到提高的正渗透模块。 技术方案 为了解决上述第一个问题，本专利技术提供正渗透膜集合体，上述正渗透膜集合体包 括:第一分离膜;第二分离膜；W及多个间隔物，用于在第一分离膜和第二分离膜之间形成 流路，上述间隔物满足W下条件(1):条件中，功单个间隔物，j为间隔 物的总数量(j)，d为单个间隔物的厚度(毫英寸）。 根据本专利技术的优选一实施例，上述第一分离膜及第二分离膜中的一种W上可W为 正渗透膜。 根据本专利技术的优选再一实施例，当将2M的化Cl水溶液作为驱动溶液、将蒸馈水作 为原水时，上述正渗透膜的流量达到13奸dW上，盐的反扩散达到0.09ys/cm · minW下。 根据本专利技术的优选另一实施例，上述正渗透膜可包括支撑体;高分子支撑层，形成 于上述支撑体上；W及聚酷胺层，形成于上述高分子支撑层上。 根据本专利技术的优选还有一实施例，上述支撑体可W为W合成纤维或天然纤维为原 材料的无纺布或织造的织物，上述合成纤维选自由聚醋、聚丙締、尼龙及聚乙締组成的组， 上述天然纤维包括纤维素类浆料。 根据本专利技术的优选又一实施例，上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正渗透膜集合体，其特征在于，包括：第一分离膜；第二分离膜；以及多个间隔物，用于在第一分离膜和第二分离膜之间形成流路，上述间隔物满足以下条件(1)：条件(1)：其中，i为单个间隔物，j为间隔物的总数量(j)，d为单个间隔物的厚度，其单位为毫英寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金清熹，李钟和，
申请(专利权)人：TORAY化学有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR