[發明專利]帶絮狀增強中空纖維膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210477738.8
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102921308A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李鎖定;陳亦力;代攀;文劍平;于東江
• 申請（專利權）人: 北京碧水源膜科技有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D69/10;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及帶絮狀增強中空纖維膜及制備方法，屬于中空纖維膜技術領域。

背景技術

中空纖維膜是現代膜技術應用中一種重要的膜形式，它具有裝填密度高，體積小，處理效率高和生產工藝簡單等特點，在國內外已被廣泛應用于工業廢水處理、生活污水回用等多方面。中空纖維膜通常為自支撐膜，該膜的內在結構是多孔結構，它的力學強度不高，在運行過程中，很容易出現斷絲的問題。

為了提高中空纖維膜的強度，許多高校和科研院所都在開展高強度中空纖維膜的研究，采用NIPS法制備中空纖維膜時，可通過調節膜材料和制備工藝或者在制備中加入納米氧化物，在一定程度上可提高中空纖維膜的強度，但是，提高的效果不明顯。采用TIPS法制備中空纖維膜，在一定程度上也可提高中空纖維膜的強度，但是，該方法成本高，耗能大，制備出的中空纖維膜的抗污染性不好。

此外，中空纖維膜用于水處理常用的一種工藝為MBR，該技術是將生化處理的水力停留時間和污泥停留時間進行獨立控制，增加了處理工藝的靈活性。然而，在MBR處理過程中，需要高強度和大量地曝氣將停留在膜絲表面中的污泥不停地抖掉，以防止造成膜的污染。在該過程中，一方面對膜的強度要求較高，另一方面導致運行成本很高。中空纖維膜用于水處理的另一種工藝是先將污水進行生化處理，然后采用自然沉降的方式進行泥水分離，然后進入浸沒式的超濾系統中。在這種水處理工藝中，采用自然沉降的方式存在停留時間長、占地面積大、處理量小和小顆粒物沉降不完全等問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供帶絮狀增強中空纖維膜及制備方法。

一種帶絮狀增強中空纖維膜的制備方法，包括以下步驟：

步驟(1)使用帶有絮狀纖維的長絲通過編織機、鉤編機或者鉤針機編織成管狀的網狀結構的支撐管；

步驟(2)在網狀結構的支撐管內放入一球體，該球體的外徑要大于網狀的結構的孔眼；

步驟(3)將放有球體的支撐管穿過帶有孔眼的錐方形料腔的孔眼，使帶有球體的支撐管留在錐方形料腔內部；

步驟(4)將聚合物、溶劑和成孔劑按以下重量比混合，聚合物10-25，溶劑50-70，成孔劑5-15，將該混合物進行攪拌和加熱溶解均勻制得鑄膜液，然后將鑄膜液倒入錐方形料腔內部；

步驟(5)帶有球體的支撐管被鑄膜液完全浸潤后，通過收絲輪的拉力拉動支撐管，在該過程中，由于球體加支撐管的外徑大于孔眼的內徑，所以球體被停留在孔眼上，支撐管帶有一層鑄膜液，部分鑄膜液將進入支撐管的內部，然后進入凝固浴中；

步驟(6)當帶有鑄膜液的支撐管進入凝固浴后，隨之支撐管上的鑄膜液中的溶劑和成孔劑進入凝固浴，鑄膜液中的聚合物由于發生相轉移而成為帶有支撐管的中空纖維膜，而由于該支撐管上具有較多的微細纖維不被鑄膜液覆蓋，使得帶有支撐管的中空纖維膜表面附有一層微細纖維。

一種帶絮狀增強中空纖維膜，包括支撐管、微細纖維，帶有絮狀纖維的長絲編織成管狀的網狀結構的支撐管；帶有支撐管的中空纖維膜表面附有一層微細纖維。

本發明的技術效果是：帶絮狀增強中空纖維膜一方面通過該中空纖維膜中網狀的支撐管來提高中空纖維膜的強度，防止在高曝氣的運行過程中發生斷裂；另一方面通過該中空纖維膜中的絮狀纖維來實現泥水分離，其過程如下，在膜池中微生物所需氧氣的曝氣量下，通過水壓和滲透壓的作用，使其在帶絮狀纖維的管狀增強體的表面或者膜層表面的絮狀纖維上形成一定厚度的濾餅層，活性污泥通過該濾餅層后實現泥水分離，從而可得到較好的水質，然后再進入內部的中空纖維膜進行過濾。當過濾一段時間后，該泥餅層不再起到過濾的作用時，通過膜池中的強曝氣將該泥餅層沖刷掉，如此反復運行。因此，采用這種帶絮狀增強中空纖維膜用于水處理中，可以達到在運行過程中不發生中空纖維膜斷絲的情況，還可以降低工藝的運行成本，減少占地面積，提高膜池微生物的降解效率，減緩膜污染等多重作用。

帶絮狀增強中空纖維膜用于水處理中，一方面通過該中空纖維膜中網狀的支撐管來提高中空纖維膜的強度，防止在高曝氣的運行過程中發生斷裂；另一方面通過該中空纖維膜中的絮狀纖維來實現泥水分離，不僅可以達到在運行過程中不發生斷絲的情況，還可以大幅度降低能耗，提高運行通量，降低對中空纖維膜的污染。

附圖說明

圖1是本發明帶絮狀增強中空纖維膜的結構示意圖；

圖2為圖1的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

實施例1：