本实用新型涉及膜技术领域，尤其涉及一种抗污染平板膜。
背景技术：
随着膜技术的快速发展，一系列平板膜，如纳滤膜、反渗透膜、超滤膜和微滤膜在市政污水和工业废水等领域得到广泛应用。然而，在实际应用过程中存在膜污染问题，这不仅会影响膜的使用效率，频繁清洗也对膜寿命造成不利影响，导致应用成本增加。膜污染主要分为有机污染、无机污染和微生物污染，影响膜污染的因素主要包括以下三个方面：一是进水水质，如污染物粒径大小、进水ph值、离子组成和离子强度等；二是运行条件，膜污染受流体力学条件影响较大，如膜系统运行通量、回收率、膜面流速等；三是膜自身特性，如孔径分布，亲疏水性，表面电荷和粗糙度等。但是在实际应用过程中进水水质不易改变，且通过改变运行条件来提高污染周期的方法通常效果有限，还可能导致产水量降低以及能耗增加等弊端。因此，通过改进运行工艺降低运行成本的同时，提高膜自身的抗污染性尤为重要。
技术实现要素：
本实用新型的实施例提供了一种抗污染平板膜，用于解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。
一种抗污染平板膜，包括板状的膜本体；
该膜本体具有多个凹陷部，该凹陷部的结构包括如下特征任一一种或多种：条状凹槽结构、点状凹陷结构和多边形状凹陷结构；条状凹槽结构的凹陷部的延伸方向与膜本体表面的水流方向具有夹角θ；
水沿膜本体表面流动至凹陷部的区域受到凹陷部的导流形成涡流。
优选地，条状凹槽结构的凹陷部的宽度0.1mm～1mm，深度0.01mm～1mm。
优选地，条状凹槽结构的凹陷部的宽度0.38mm，深度0.08mm；相邻凹陷部的间隔0.4mm。
优选地，点状凹陷结构的凹陷部为半球体型点状凹陷结构，凹陷部的直径0.01mm～1mm。
优选地，多边形状凹陷结构的凹陷部包括矩形凹陷结构和棱形凹陷结构；凹陷部边长0.1mm～1mm，深度0.01mm～1mm。
优选地，凹陷部为棱形凹陷结构，该凹陷部的边长为0.45mm，深度为0.05mm；相邻凹陷部的间隔为0.1mm。
优选地，条状凹槽结构的凹陷部的延伸方向与膜本体表面的水流方向的夹角θ满足0°＜θ＜180°。
优选地，抗污染平板膜的材料包括聚砜基材或聚烯烃。
优选地，条状凹槽结构和/或点状凹陷结构的凹陷部为阵列布置。
由上述本实用新型的实施例提供的技术方案可以看出，本实用新型提供的一种抗污染平板膜，在制膜过程中对其进行物理或化学处理，使其表面形成具有一定形状、尺寸和方向的规则形貌的凹陷部。该凹陷部的结构包括如下特征任一一种或多种：条状凹槽结构；点状凹陷结构；多边形状凹陷结构；凹陷部横截面的延伸方向与膜本体表面的水流方向具有夹角。通过制备出具有规则形貌凹陷部的平板膜，该凹陷部可使进水形成微涡流作用，可有效减缓膜污染，降低清洗周期，从而增加膜的使用寿命，以及使平板膜不仅可以保持脱盐性能不变，还可以有效减缓膜污染，降低清洗周期，增加膜的使用寿命，可调空间大，抗污染效果明显。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的一种抗污染平板膜采用条状凹槽结构的凹陷部的立体示意图；
图2为本实用新型提供的一种抗污染平板膜采用点状凹陷结构的凹陷部的立体示意图；
图3为本实用新型提供的一种抗污染平板膜采用多边形状凹陷结构的凹陷部的立体示意图；
图4为本实用新型提供的一种抗污染平板膜的截面图；
图5为本实用新型提供的一种抗污染平板膜采用条状凹槽结构的凹陷部时水流方向与凹陷部的位置关系示意图；
图6为本实用新型提供的一种抗污染平板膜第二种实施例中进口压力随运行时间变化曲线图；
图7为本实用新型提供的一种抗污染平板膜第三种实施例中进口压力随运行时间变化曲线图。
图中：
1.膜本体2.凹陷部；
a.条状凹槽结构的凹陷部宽度b.相邻凹陷部的间隔h.凹陷部深度；
e.膜本体表面的水流方向。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。
实施例一
参见图1至5，本实用新型提供一种抗污染平板膜，包括板状的膜本体1；
该膜本体1上具有多个规则形状结构特征的凹陷部2，该凹陷部2的结构包括如下特征任一一种或多种：条状凹槽结构；点状凹陷结构；多边形状凹陷结构；其中，如图5所示，条状凹槽结构的凹陷部2横截面的延伸方向与膜本体1表面的水流方向具有夹角θ；
水沿膜本体1表面流动至凹陷部2的区域受到凹陷部2的导流形成涡流。
本实用新型提供的抗污染平板膜，在制膜过程中对其进行物理或化学处理，使其表面形成具有一定形状、尺寸和方向的规则形貌的凹陷部2，且凹陷部2的形貌尺寸可调。通过制备出具有规则形貌凹陷部2的平板膜，该凹陷部2可使进水形成微涡流作用，可有效减缓膜污染，降低清洗周期，从而增加膜的使用寿命，以及使平板膜不仅可以保持脱盐性能不变，还可以有效减缓膜污染，降低清洗周期，增加膜的使用寿命。
进一步的，在一些优选实施例中，条状凹槽结构的凹陷部2的宽度a为0.1mm～1mm，深度h为0.01mm～1mm；
更进一步的，优选为，条状凹槽结构的凹陷部2的宽度a为0.38mm，深度h为0.08mm；相邻凹陷部2的间隔b为0.4mm。
在另一些优选实施例中，点状凹陷结构的凹陷部2为半球体型点状凹陷结构，凹陷部2的直径0.01mm～1mm。
多边形状凹陷结构的凹陷部2包括矩形凹陷结构和棱形凹陷结构；凹陷部2边长为0.1mm～1mm，深度h为0.01mm～1mm。
更进一步的，优选为，凹陷部2为棱形凹陷结构，该凹陷部2的边长为0.45mm，深度h为0.05mm；相邻凹陷部2的间隔b为0.1mm。
在本实用新型提供的优选实施例中，凹陷部2横截面的延伸方向与膜本体1表面的水流方向的夹角θ范围为0°＜θ＜180°。
在本实用新型提供的优选实施例中，如图2和3所示，具有点状凹陷结构和/或多边形状凹陷结构的凹陷部2采用阵列分布的方式。
本实用新型提供的抗污染平板膜的材料包括传统聚砜基材和聚烯烃(聚乙烯，聚丙烯等)基材，该平板膜的应用范围包括但不限于平板纳滤膜、反渗透膜、超滤膜和微滤膜。
实施例二
本实施例采用表面具有规则凹槽状的反渗透膜片ro-1与表面无规则形貌的反渗透膜片ro-2进行抗结垢性能对比实验。两种膜片通量和脱盐率性能相同，皆为38.7lmh,96.8％(测试条件：250ppm氯化钠溶液，60psi)。ro-1膜片表面规则形貌凹槽宽度为0.38mm，凹槽深度h为0.08mm，凹槽间隔b为0.4mm。
抗结垢测试液采用787.67mg/lnahco3和607.725mg/lcacl2混合溶液，运行条件为错流过滤，恒通量15lmh，膜面流速0.027m/s，其中ro-1膜片规则凹槽方向与测试液进水错流方向呈90°。进口压力变化情况如图6所示，运行102小时后，ro-1进口压力上升28.6％，而ro-2进口压力上升138.6％，故可以得出，ro-1膜片抗结垢性能显著优于ro-2。
实施例三
本实施例采用表面具有规则菱形凹陷状的纳滤膜片nf-1与表面无规则形貌的纳滤膜片nf-2进行抗污染性能对比实验。两种膜片通量和脱盐率性能相同，皆为60.5lmh,98.6％(测试条件：2000ppm硫酸镁溶液，70psi)。nf-1膜片表面规则形貌菱形凹陷边长为0.45mm，菱形锐角为60°，凹陷深度h为0.05mm，间隔b为0.1mm。
抗污染测试液采用16mg/l黄腐酸、416.3mg/l氯化钙、0.198mg/l氯化铝和320mg/l硫酸钠混合溶液，调节ph为7.8～8，使得进水中存在有机和无机复合污染。运行条件为错流过滤，恒通量30lmh，膜面流速0.054m/s，其中测试液进水错流方向与nf-1膜片规则菱形边长呈90°。进口压力变化情况如图7所示，运行102小时后，nf-1进口压力上升13.6％，而nf-2进口压力上升36.4％，故可以得出，nf-1膜片抗污染性能显著优于ro-2。
综上所述，本实用新型提供的一种抗污染平板膜，在制膜过程中对其进行物理或化学处理，使其表面形成具有一定形状、尺寸和方向的规则形貌的凹陷部。该凹陷部的结构包括如下特征任一一种或多种：条状凹槽结构；点状凹陷结构；多边形状凹陷结构；凹陷部横截面的延伸方向与膜本体表面的水流方向具有夹角。通过制备出具有规则形貌凹陷部的平板膜，该凹陷部可使进水形成微涡流作用，可有效减缓膜污染，降低清洗周期，从而增加膜的使用寿命，以及使平板膜不仅可以保持脱盐性能不变，还可以有效减缓膜污染，降低清洗周期，增加膜的使用寿命，可调空间大，抗污染效果明显。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
1.一种抗污染平板膜，其特征在于，包括板状的膜本体；
该膜本体具有多个凹陷部，该凹陷部的结构包括如下特征任一一种或多种：条状凹槽结构、点状凹陷结构和多边形状凹陷结构；所述条状凹槽结构的凹陷部的延伸方向与所述膜本体表面的水流方向具有夹角θ；
水沿所述膜本体表面流动至所述凹陷部的区域受到所述凹陷部的导流形成涡流。
2.根据权利要求1所述的抗污染平板膜，其特征在于，所述条状凹槽结构的凹陷部的宽度0.1mm～1mm，深度0.01mm～1mm。
3.根据权利要求2所述的抗污染平板膜，其特征在于，所述条状凹槽结构的凹陷部的宽度0.38mm，深度0.08mm；相邻所述凹陷部的间隔0.4mm。
4.根据权利要求1所述的抗污染平板膜，其特征在于，所述点状凹陷结构的凹陷部为半球体型点状凹陷结构，所述凹陷部的直径0.01mm～1mm。
5.根据权利要求1所述的抗污染平板膜，其特征在于，所述多边形状凹陷结构的凹陷部包括矩形凹陷结构和棱形凹陷结构；所述凹陷部边长0.1mm～1mm，深度0.01mm～1mm。
6.根据权利要求5所述的抗污染平板膜，其特征在于，所述凹陷部为棱形凹陷结构，该凹陷部的边长为0.45mm，深度为0.05mm；相邻所述凹陷部的间隔为0.1mm。
7.根据权利要求1所述的抗污染平板膜，其特征在于，所述条状凹槽结构的凹陷部的延伸方向与所述膜本体表面的水流方向的夹角θ满足0°＜θ＜180°。
8.根据权利要求1至7任一所述的抗污染平板膜，其特征在于，所述抗污染平板膜的材料包括聚砜基材或聚烯烃。
9.根据权利要求1至7任一所述的抗污染平板膜，其特征在于，所述条状凹槽结构和/或点状凹陷结构的凹陷部为阵列布置。
技术总结