高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110548405A(43)申请公布日2019.12.10(21)申请号201910844510.X(22)申请日2019.09.06(71)申请人廖忠烈地址610044四川省成都市武侯区一环路南一段12号1栋8楼3号申请人李佩雯(72)发明人廖忠烈　李佩雯　(74)专利代理机构成都厚为专利代理事务所(普通合伙)51255代理人杨琪(51)Int.Cl.B01D63/08(2006.01)B01D65/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图7页(54)发明名称高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱(57)摘要本发明公开了高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，包括柱壳和高压膜柱，高压膜柱由多个无机陶瓷盘叠装而成，无机陶瓷盘由两个相同的带凹凸的无机陶瓷膜片对接烧制或粘接而成，陶瓷盘空腔的内表面为净水面，陶瓷盘的外表面为原水面，两净水面形成的空腔内只存在净水的流动，不存在原水的流动，本发明中的陶瓷盘是一种可以使用在≤2MPa的高压环境下的陶瓷盘，与现在0.04MPa的陶瓷盘过滤和渗透技术相比，其制水效率提高了30倍以上，制水成本降低了30倍，还具有同样的、长达10年的使用寿命，本发明占地面积小，制水和管理成本低，清洗容易，因此是未来水处理行业有机膜的代替产品，可以逐步取代被欧美国家垄断20年的有机膜产品市场。CN110548405ACN110548405A权　利　要　求　书1/1页1.高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，包括柱壳（1）和安装在柱壳（1）内的高压膜柱（2），所述的柱壳（1）上设置有原水入口（101）、净水出口（102）、原水室（103）、原水腔（205）、净水出口（102）和净水腔（104），其特征在于，所述高压膜柱（2）由多个陶瓷盘叠装而成，陶瓷盘由两个相同的陶瓷膜片（201）的净水面（201b）对合粘接或烧结而成，陶瓷膜片（201）中央设置有净水汇流孔（204），陶瓷膜片（201）的两面分别为原水面（201a）和净水面（201b），所述原水面（201a）上烧制有分离膜层，原水面（201a）上的分离膜层为UF膜层或涂覆石墨烯的NF膜层，相邻陶瓷膜片（201）的净水面（201b）外圆边缘处设置有圆周粘结槽（202），粘接后可阻止陶瓷盘的外圆周的原水经陶瓷膜片粘合处流入净水腔（104），陶瓷膜片（201）的原水面（201a）的中心孔旁设置有橡胶密封圈（203），相邻的净水面（201b）之间形成与净水腔（104）连通的净水汇流孔（204），净水腔（104）内只存在净水的流动，不存在原水的流动，相邻的原水面（201a）之间形成原水腔（205），原水在原水腔（205）中以压力渗透的方式通过陶瓷膜片（201a）的微孔流入净水腔（104），过滤时杂质隔离在原水面（201a）外不进入净水腔（104），过滤时不形成污水流道。2.根据权利要求1所述的高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，其特征在于，所述高压膜柱（2）垂直放置，高压陶瓷膜柱处于多膜柱并联工作、工作中的膜柱处于间隔清洗的状态。3.根据权利要求1所述的高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，其特征在于，所述柱壳（1）上还设置有与原水室（103）连通的排污通道，排污通道上设置有排污口（105），排污口（105）在膜柱工作时处于常闭状态，清洗时处于常开状态。4.根据权利要求1所述的高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，其特征在于，所述的分离膜层可以是孔径为20nm-200nm的UF膜层，或涂覆石墨烯的孔径0.1nm-2nm的NF膜层，所述分离膜层与陶瓷膜片的原水面（201a）烧结形成整体。5.根据权利要求1所述的高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，其特征在于，所述的原水面（201a）上原水入口（101）处设置有供支撑和倒流用的导流块（208），相邻导流块（208）之间形成原水进口，所述的原水面（201a）和净水面（201b）上设置有多块间隔15-25mm的用于支撑的支撑块（207），原水面（201a）和相邻陶瓷盘的原水面（201a）上的支撑块（207）一一对应；同样，在相邻净水面（201b）上的支撑块（207）一一对应，所述的支撑块（207）均匀分布在盘面上，相邻的支撑块（207）之间设置流水通道，所述的净水腔（104）通过该通道与净水汇流孔（204）连通，所述的导流块（208）面向中心孔倾斜设置，原水经过该导流块（208）的倾斜面产生非径向的流向，然后通过支撑块（207）的导流在原水腔（205）上形成螺旋流体。2CN110548405A说　明　书1/7页高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱技术领域[0001]本发明涉及水处理领域，特别是涉及高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱。背景技术[0002]今天广泛用于水处理的MF、UF、NF、RO膜都是有机膜，NF和RO膜的材料主要以聚砜类有机材料为主的复合膜，复合膜的有机材料衬体和过滤层总厚度一般都在0.4mm以下，过滤层的皮层厚度仅为10-40nm，皮层厚了，膜的高透量保持不住，薄了过滤层的强度不够。在膜的反冲洗和再生的过程中，不可避免地会损坏有机膜的皮层，因此有机膜柱很难在满负荷条件下保证2年以上的使用寿命，而且有机膜柱在使用过程中水质往往随压力波动，压力大则水质差，压力小则水质好，导致成品水的质量总是处于波动状态。在海水淡化过程中，通过RO膜输出的净水，达不到直饮水的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，由于质量不稳定，所有厂家的产品几乎都掺雨水沉淀后再过滤饮用，已取得的申请号为201610212990 .4的专利《水过滤用微孔陶瓷盘及过滤柱》虽然也公开了一种水过滤用微孔陶瓷盘及过滤柱由于需要在陶瓷膜片上多处开孔，开孔后的陶瓷膜片对接成陶瓷膜盘，原水经所陶瓷膜盘上的开孔逐层穿越，使原水得到最大的利用。这个工艺很好，但是在制造陶瓷盘时，存在陶瓷膜片大量报废和密封失败的案例，导致原水和净水混合。因此，本专利和此专利是截然不同的。[0003]无机膜主要指陶瓷膜、玻璃膜、金属膜、分子筛碳膜或陶瓷和金属的混合膜，这种膜也以孔眼的大小分类为MF、UF、NF三种膜。由于无机膜具有强度高、热稳定性好、化学稳定性好、清洁状态好、容易再生和清洗的特性，因此使用寿命长，用于水处理过程中有长达10年以左右的稳定性。而且耐酸和弱碱，耐高压水冲洗，因此无机膜的未来发展方向。发明内容[0004]本发明的目的在于提供水过滤用高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，以解决上述背景技术中提出的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ：高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，包括柱壳和安装在柱壳内的高压膜柱。原水经原水入口流入原水室，流入原水腔，通过陶瓷盘原水面的过滤，进入净水腔，再经净水汇流孔汇流后，从净水出口流出。[0006]所述原水入口泵入高压原水，所述高压膜柱由多个陶瓷盘叠装而成，陶瓷盘由两个陶瓷膜片连接而成，陶瓷膜片中央设置有净水汇流孔和中心锁紧螺杆，陶瓷膜片的两面分别为原水面和净水面，所述原水面上烧制有分离膜层，原水面上的分离膜层为UF膜层或涂覆石墨烯的NF膜层，原水经原水面上的分离膜层过滤和渗透得到净水，涂覆UF膜层和涂覆石墨烯的NF膜层的陶瓷盘将去掉大于膜孔直径的的有机离子和无机离子，相邻陶瓷膜片的净水面外圆边缘处设置有止水槽（圆周粘结槽），相邻陶瓷膜片的净水面内与净水汇流孔204间隔设置有多个支撑体，支撑体上设置有用于相邻陶瓷片叠装的近圆心粘结槽210，止水槽上有粘接树脂防止原水浸入净水腔，止水槽也可以涂抹陶瓷密封材料，两片陶瓷膜片3CN110548405A说　明　书2/7页的201b面（净水面）对合烧结为一体，成为一个整体陶瓷膜盘，相邻陶瓷盘面上的原水面的中心孔旁设置有橡胶密封圈槽211 （用于安装橡胶密封圈203），阻止原水流入净水腔内。相邻的陶瓷盘通过上述结构叠装，所有的空心陶瓷盘空腔内的都为净水腔，净水腔内只存在净水的流动，不存在原水的流动，相邻的原水面之间形成与原水道连通的原水腔，原水在原水腔中以压力渗透的方式通过陶瓷盘原水面的微孔流入净水腔，过滤时杂质隔离在原水面外不进入净水腔。[0007]所述高压膜柱垂直放置，膜柱处于多膜柱并联工作、部分膜柱处于清洗的状态。所述的柱壳上还设置有与原水室连通的排污通道，排污通道上设置有排污口，排污口在膜柱处于工作状态时为常闭状态，在膜柱处于清洗状态时处于常开状态。[0008]所述的分离膜层为UF陶瓷膜层或涂覆石墨烯的NF膜层。UF陶瓷膜层的孔隙为20nm-200nm,石墨烯涂层的孔隙为0.1nm~2nm，分离膜层与陶瓷膜片烧结形成整体。[0009]所述的原水面上设置有导流块，相邻导流块之间形成原水进口，相邻原水面上的导流块一一对应，所述的净水面上设置有多块用于支撑的支撑块，相邻净水面上的支撑块一一对应，所述的支撑块均匀分布陶瓷膜片的净水面和原水面上，相邻的支撑块之间设置有流道，所述的净水腔通过该过道与净水汇流孔连通，所述的导流块面向净水汇流孔倾斜设置，所述的原水面面上设置有多个带间隔的支撑块，支撑块可起到支撑作用同时使原水形成湍流状态，原水经过该导流块的倾斜面产生非径向的流向，然后通过支撑块的导流在原水腔内形成螺旋流体。[0010]所述的原水腔和净水腔在过滤时存在压差，此压差驱动原水经盘面的孔隙过滤进入净水腔，由净水汇流孔汇流后，从净水出口排出。[0011]所述的导流块面向中心孔呈20°-45°倾斜设置，所述的支撑块均布于盘面。[0012]本发明的有益效果是：相比申请号为201610212990 .4的专利《水过滤用微孔陶瓷盘及过滤柱》本发明可以涂覆多种孔径的分离涂层，特别是可以涂覆和真空烧结石墨烯涂层，同时本发明的陶瓷膜片没有多孔结构的存在，避免了烧制过程中容易开裂和无法保证表面平整度的情况出现，进而实现了原水和净水的分离。[0013]1、陶瓷膜片两净水面形成的空腔内只存在净水的流动，不存在原水的流动，使得原水从原水室进入原水腔，过滤后的净水进入净水腔，经净水汇流孔汇流后从净水出口流出。高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱相比于现有的列装式低压平板式空心陶瓷膜片有着更大的原水过滤面积，更高的净水压力，进而提高了水处理效率。[0014]2、现在的空心平板膜柱都是浸泡在污水或原水中，靠0.04MPa负压抽汲取得净水；而高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱是装在一个高压罐内，靠水泵加压对原水进行压力过滤的。如果水泵供水的压力是1.2MPa，和现在的空心平板膜柱相比，同样时间内，同样面积的陶瓷膜柱就会取得30倍的净水。[0015]3、膜柱的清洗：短期内只需要进行30分钟以内的汽水反清洗。清洗时，当长时间工作后，每周用酸碱清洗一次，酸碱清洗时间各30分钟，进而膜柱可在1个周以上的时间内连续工作，且清洗方式简单，清洗水量较少，清洗污水经处理后仍可以循环使用，膜柱也可以交错工作，保证膜柱群处于不间断的工作状态，提高了净水效率，适用于大规模的水处理。[0016]4、陶瓷膜片的原水面烧结有涂覆层，孔径为20nm-200nm的陶瓷过滤层或孔径为4CN110548405A说　明　书3/7页0.1nm-2nm的石墨烯涂层，烧结的过滤层由于具有高强度的内胎面和强度很高的过滤层，使得既保持了膜的高透量，又保证了过滤层的强度，同时能够承受80℃以上的高温，能够耐酸和弱碱的清洗，相比于现有的膜片能够承受较大的水压，最长使用寿命是有机膜柱的10倍，在保证净水的质量的前提下具有较长的使用寿命和较低的制水成本。[0017]5、石墨烯涂层具有很薄的结构，它表面的孔径仅为0.1nm-2nm，因此陶瓷膜片的原水面涂覆厚度为5nm-20nm的石墨烯涂层后具备与NF或RO反渗透膜同样的水处理功能，可以将UF膜预处理后的原水再经NF膜进行精滤，水经上述石墨烯陶瓷膜片反渗透处理并消毒后就可以达到直饮水的的标准。[0018]本发明中所 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的陶瓷盘是一种可以使用在1-2MPa的高压环境下的陶瓷盘，与现在0.04MPa的陶瓷盘过滤和渗透技术相比，其制水效率提高了30倍，制水成本降低了30倍，还具有同样的、长达10年的使用寿命。本发明中的高压陶瓷盘膜柱占地面积小，制水和管理成本低，清洗容易，因此是未来水处理行业的代替产品，可以逐步取代被欧美国家垄断20年的有机膜产品市场。附图说明[0019]图1为本发明中120支陶瓷盘在中心锁紧螺杆锁定下组装成陶瓷膜柱并放入柱壳内且垂直放置的结构示意图；图2为本发明中柱壳的局部剖视图；图3为本发明中最下方两只陶瓷盘叠装后的结构示意图；图4为本发明中陶瓷膜片原水面的结构示意图；图5为本发明中陶瓷膜片净水面的结构示意图；图6为本发明的陶瓷膜片的侧向剖视图；图7为本发明中A处的局部放大图；图8为本发明中B处的局部放大图；图9为本发明中陶瓷盘Y的结构示意图；图10为本发明中陶瓷膜片的结构示意图；图11为本发明中陶瓷膜片中心的结构示意图。[0020]图中: 柱壳1、高压膜柱2、原水入口101、净水出口102、原水室103、净水腔104、排污口105、陶瓷膜片201、原水面201a、净水面201b、圆周粘结槽202、橡胶密封圈203、净水汇流孔204、原水腔205、装配孔206、支撑块207、导流块208、中心锁紧螺杆209、近圆心粘结槽210、橡胶密封圈槽211、不锈钢锁紧板212、透水聚酯棉213。具体实施方式[0021]下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。[0022]参阅图1～11，本发明提供了一种在1300℃以上烧制的微孔陶瓷膜盘，再在其上下两面各涂覆一层涂覆层（分离膜层），为孔径为20nm-200nm的陶瓷过滤层或孔径为0.2nm-2nm的石墨烯涂层，涂覆层与微孔陶瓷盘烧结为一个整体，其中石墨烯薄膜是在真空环境下烧制成的。5CN110548405A说　明　书4/7页[0023]将这些膜盘通过中心锁紧螺杆连接成高压膜柱，多个膜盘组装后成表面积很大的滤柱，利用这种工艺可以把几百片空心叠片式的陶瓷膜盘叠装成切面为圆形或其他形状的膜柱，单支膜柱面积可达10m2-100m2的滤柱。利用我们新设计的陶瓷膜空心叠片式组装工艺可以把微孔陶瓷膜片组装成高压膜柱，能有效代替市面流行的有机膜柱。[0024]以下为高压平板空心叠片式陶瓷膜柱的制备 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ：我们主要以三氧化二铝和碳化硅两种陶瓷膜材料作为空心式平板无机膜制造的例子，其它的碳纤维膜和金属混合膜是同样的烧制过程，只是含碳纤维的材料必须采用真空烧制的办法，不再举例之列。[0025]陶瓷平板膜制备：主要是挤出成型和模压成型，材料主要用碳化硅、二氧化钛、氧化铝等。首先是制作平板式膜片的膜片内胎（陶瓷膜片），以氧化铝陶瓷膜片为例，其作为主要材料为氧化铝、混合铝溶胶、硅酸胶、淀粉为造孔剂，采用挤出成型的工艺制备陶瓷平板膜的膜片内胎。烘干后，再进行分离膜层的涂覆。[0026]分离膜层的制备：以氧化铝的微粉、聚丙烯酸、水和其他的的外加剂按1:0.5:1:0.2的比例搅拌混合。[0027]将烘干后的陶瓷平板支撑块的原水面完全浸泡在液体中5s，成型膜层经40℃-60℃的干燥后植入梭式窑中烧制而成，三氧化二铝陶瓷膜片的成型温度为1350℃-1400℃。如果支撑块材料是碳化硅，那么烧制温度为1600℃；如果支撑块材料是碳纤维，那么要分两次烧制：在陶瓷盘坯体烧制完成后，再在表面涂覆石墨烯涂层，进行第二次烧制，真空烧制的温度是1000℃。[0028]举例：一种制造平板式微孔空心陶瓷膜片的生产工艺。如图4和图5所示的圆盘陶瓷膜片，膜片的直径为314mm，厚度为4mm，采用三氧化二铝或碳化硅烧制而成，膜片的201a面是接触原水的一面，201b面是净水的渗出面。两个膜片的201b面粘合或烧结在一起形成一个陶瓷盘（Y盘）。每个201b面的凹腔深度为0.8mm，于是两个201b面粘合在一起后形成了一个有高1.6mm的空腔的Y盘，能够让净水通过空腔104的收集，在净水汇流孔204汇集。净水汇流孔的直径为10mm的半圆面，通过中心锁紧螺杆209，120张Y盘被锁定在一个轴上，这个中心锁紧螺杆209是φ42mm的实心轴，120张Y盘被中心轴两端的不锈钢锁紧板212紧紧地固定在一起，形成一个膜柱，再把这个膜柱装进φ356*3mm的高压不锈钢柱壳1内（膜柱与高压不锈钢柱壳1连接处还设置有透水聚酯棉213）锁紧中心锁紧螺杆209，接上原水出口101和净水出口102，形成高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱，如图1所示。[0029]以下为高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱的原水流向：原水流向：原水经原水入口101流入原水室103，流入原水腔205，通过陶瓷盘原水面201a的过滤，进入净水腔104，再经净水汇流孔204汇流后，从净水出口102流出。[0030]以下为高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱的结构：一、陶瓷盘的结构形式：陶瓷膜片有原水面201a面、净水面201b两个面，201a面（如图4）是原水W0流入的层面，201b面（如图5）是净水W1汇聚的层面，201b面为凹面，内腔深度h=0.8 mm。[0031]在组装成陶瓷膜柱前，先把两个陶瓷膜片的两个201b面粘合起来，也可以烧制在一起，在粘合或烧制之前可通过装配孔206对每个陶瓷膜盘进行叠装。由于201b面的特殊结构，两个201b面粘合在一起后，形成圆盘厚度为8mm的陶瓷盘Y，陶瓷盘Y的直径为φ=314mm，6CN110548405A说　明　书5/7页厚度t=8mm。[0032]关于陶瓷膜片的其他规格，现在已有了φ200、φ314、φ400的盘，其他的规格的盘也应在保护范围之中。[0033]陶瓷盘Y的外圆周是与外界隔离开，原水不能经过陶瓷盘Y的外圆周的缝隙进入Y的内腔。同时，由于201b面的特殊结构，粘结后的陶瓷盘Y是空腔的，陶瓷盘Y中的空腔厚度为1.6mm，这个厚度足够净水流经陶瓷盘内腔圆心的净水汇流孔204汇流。[0034]由于UF陶瓷盘Y的膜孔直径为20-200nm，原水流经陶瓷盘Y的上下两个201a面，原水面201a也为凹面，内腔深度h=0.8 mm。相邻两个201a面形成高为1.6mm的原水腔。201a面中心圆孔处设置的内密封圈203阻止原水浸入净水腔204。在压力作用下，净水只能经过膜孔被机械过滤，从陶瓷盘Y的201a面进入净水腔104，经陶瓷盘Y中心的净水汇流孔204流出，陶瓷膜片201a、201b面的结构已经充分考虑了在压力下陶瓷盘的承力状况，201a、201b面上有直径为φ3mm与盘面的高度相等的支撑块207，主要是保证Y盘内部两个201b面的支撑以及Y盘叠装后与其他Y盘的支撑。中心圆孔有φ10mm的半圆面槽301（参考图11），这是供净水流出使用的。对比已公开的申请号为201610212990 .4的专利《水过滤用微孔陶瓷盘及过滤柱》由于不存在上述专利中提到的“外流盘中原水竖向外通道(1 .2)”使得两201b面形成的空腔内只存在净水的流动，不存在原水的流动，使得原水从原水入口101进入过滤一次既得到净水从净水出口102流出，不需要对原水进行多次过滤，简化了陶瓷盘的结构，提高了效率。[0035]二、叠片式空心微孔陶瓷膜柱：120张8mm厚的Y盘，经特殊的组装工艺将被组装成膜柱，膜柱被放置于耐高压的不锈钢圆筒内，留置进水口和出水口。原水经进水口流入圆筒内，进入膜柱内的陶瓷盘的原水面上，通过压力进行过滤和渗透。净水经出水口汇集后流出，经紫外线或臭氧消毒后进入储水罐，再进入用户终端。[0036]若高压陶瓷膜柱内净化水的表面积为20m2，若盘面微孔的直径为20nm，水压为0.04MPa，则每小时的水处理量为1m³；若水压为1.2MPa，则每小时的水处理量为30m³，足以见得这种高压叠片微孔空心陶瓷膜片的水处理效率之高。[0037]1、过滤原理：图1为120支Y盘所组装成的高压膜柱，当原水从原水入口101进入不锈钢柱壳1，柱壳1内的压力逐渐升高，于是对叠装后的陶瓷盘Y的201a面形成压力，原水经过201a面的滤层一部分进入201b面内腔形成净水，另一部分被新的原水稀释，这个过程一直进行下去，到整个不锈钢柱壳1内原水的杂质浓度增加到30%以上时，这时膜柱进入清洗程序，并联的其它膜柱开始工作。如此多个并联间歇工作的膜柱，使净水的渗透率达到90%以上。清洗的废水被排入废水池后，加上絮凝后的原水再循环使用，净水的获得率可以达到原水的95%以上，制水效率大大高于有机膜。[0038]2、清洗原理：当任何一个膜柱的过滤率降低30%时，这个膜柱将停止工作并进入清洗状态，由并联的其他膜柱继续进行工作，使净水能够不间断地流出。[0039]短期内只需要进行汽水反清洗。清洗时间30分钟以内。汽水清洗如下：首先用含有压缩空气的净水经净水出口102进入膜柱，对膜柱进行反冲洗，把陶瓷盘Y的201a面上的结7CN110548405A说　明　书6/7页垢清洗干净，冲洗水带走结垢经排污口105流出；当长时间工作后，每周用酸碱清洗一次，酸碱清洗时间各30分钟。清洗的方法如下：对0.2nm-200nm的陶瓷膜柱，用5%的稀硝酸对无机物进行清洗，再用5%的NaOH对有机物进行清洗，然后用清水充分浸泡和冲洗，然后进入第二个工作周期。[0040]膜柱可以24小时不间断工作。以成都地区类地下水为例，如果经过陶瓷膜柱处理，在1.2MPa的工作情况下，可以连续工作2周再酸碱清洗一次。清洗的水量很少，经处理后仍可以循环使用。膜柱也可以交错工作，保证一部分膜柱处于工作状态，另一部分膜柱处于清洗或关闭状态。[0041]不仅空心陶瓷膜片能够具有叠片式结构，实际上陶瓷膜、玻璃膜、金属膜、分子筛碳膜或陶瓷和金属的混合膜片都可以设计成这种空心叠片式膜柱的结构。空心陶瓷膜片组成的膜柱只是一种代表产品，这种叠装式膜柱的最大的使用价值在于可以大规模、低成本对原水进行预处理，而且能长时间保证出水的质量。所以空心陶瓷膜片组成的膜柱具有很高的使用价值，同理玻璃膜、金属膜、分子筛碳膜或陶瓷和金属的混合膜片用同样的工艺都可以组成叠装式膜柱，同样具有很高的使用价值。[0042]三、石墨烯涂层：其次，当在陶瓷膜片的原水面涂覆厚度为5nm~40nm的石墨烯涂层后，石墨烯涂层可以通过真空烧结与陶瓷膜片形成一个整体，最后按叠片式工艺组装成膜柱。这种石墨烯涂层的膜柱可以将预处理后的原水进行精滤。由于石墨烯涂层具有很薄的结构，它表面的孔径仅为0.1nm-2nm，因此涂覆有石墨烯涂层的陶瓷膜片或其它材料的膜片具备与RO反渗透膜同样的水处理功能，水经上述石墨烯陶瓷膜片反渗透处理并消毒后就可以达到直饮水的的标准（CJ94-2005）。这种覆有石墨烯涂层渗透、反渗透膜片的制成品由于具有高强度的内胎面和强度很高的石墨烯滤层，因此使用寿命是有机膜柱的5-10倍，它将成为未来水处理的主流产品。[0043]高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱的结构如图1所示。膜柱的组合是120片陶瓷盘Y组成，膜柱能够承受80℃以上的高温，能够耐酸和弱碱的清洗，因此在保证净水的质量的前提下具有较长的使用寿命和较低的制水成本。[0044]回顾一下我们每个城市居民现在所饮用的自来水的状况，这些自来水都来自河道的水，河水的污染主要是氨氮污染、无机物及磷汞的污染、各种金属盐的沉淀物，要去除这些物质，我们经常要加多种有机和无机絮凝剂，于是造成水源的污染。中国的自来水和美国的自来水的指标相比相差很大，美国的自来水大多数来自于大型的水库取水，这些水都经过多年沉淀，NTU很小，沉淀物和污泥量仅有10ppm，为取水量的十万分之一，因此处理所需要的化学处理剂很少，不造成过大的二次污染。中国的自来水如果经过陶瓷膜渗透反渗透的处理，那么我们的水质也能达到美国的自来水标准。这对中国人的健康是不可或缺的。[0045]但是使用国外的有机NF（RO）膜来制取饮用水，每吨饮用水的成本都在2-4元，如果换成本发明所用的空心陶瓷膜叠装式膜柱作预处理，再将预处理的原水经过叠装式的覆有石墨烯涂层的空心陶瓷膜柱渗透、反渗透作用，即可达到直接饮用水的标准。而后者的使用成本每吨水的成本可以降低到0.2元，因此这个产品是未来解决中国人饮用水的必需产品。它将让中国人的生活品质大大提高，居民的平均寿命提高十年以上。石墨烯净水问题也是联合国卫生署向世界各国提出必须在未来十年要解决的重大问题，也是中国政府需要解决8CN110548405A说　明　书7/7页的重大问题。因此我们的发明将是一项改善人类生活的重大贡献。[0046]目前我们研发的覆有石墨烯空心陶瓷膜片直径已达到400mm，一支膜柱的等效膜面积已经40m2以上，一支膜柱每小时产8.5吨以上净水，每天一支膜柱可以产生200吨净水，1万支膜柱一天可以产生200万吨净水，足够满足类似北京一样的大型城市饮用水的需要。[0047]此外我们发明的高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱也可以解决大规模的和大面积的污水处理问题（比如油田污水、海上石油泄漏问题）；高压叠片式空心微孔陶瓷膜柱还可以真正意义上解决中水回用问题；利用覆有石墨烯涂层的叠片式陶瓷膜柱可以截流核电站泄漏污水，而且这是全世界唯一的核泄漏水污染解决方案。9CN110548405A说　明　书　附　图1/7页图1图210CN110548405A说　明　书　附　图2/7页图3图411CN110548405A说　明　书　附　图3/7页图512CN110548405A说　明　书　附　图4/7页图613CN110548405A说　明　书　附　图5/7页图7图814CN110548405A说　明　书　附　图6/7页图9图1015CN110548405A说　明　书　附　图7/7页图1116