[實用新型]纖維編織增強型中空纖維膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220252421.X
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN202638293U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳亦力;牛雪蓮;代攀;孟莎莎;李鎖定
• 申請（專利權(quán)）人: 北京碧水源膜科技有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及污水處理領(lǐng)域，具體的說，本實用新型涉及一種用于膜生物反應(yīng)器中的纖維編織增強型中空纖維膜。

背景技術(shù)

聚合物中空纖維膜優(yōu)點是比表面積大、裝填密度高、體積小、處理效率高、生產(chǎn)工藝簡單，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用到市政污水的處理、中水回用、醫(yī)藥化工等領(lǐng)域。由于聚合物中空纖維膜的內(nèi)在結(jié)構(gòu)是多孔結(jié)構(gòu)，從而它的力學(xué)強度不高，自支撐中空纖維膜抗拉伸強度和抗彎折強度較低，其拉伸強度通常為5MPa以內(nèi)，在污染比較嚴(yán)重的分離和濃縮領(lǐng)域中使用時，尤其當(dāng)使用空氣震蕩清洗方法時，容易出現(xiàn)斷絲等問題。

當(dāng)中空纖維膜直徑較細時，中空纖維膜的抗拉斷力??；當(dāng)中空纖維膜絲直徑較粗時，由于中空纖維屬于自支撐，為保持一定的抗壓扁性，必須加大中空纖維膜的壁厚，不僅增加了中空纖維膜的生產(chǎn)成本，而且中空纖維膜強度提高的程度有限，更重要的一點是單位有效膜面積大幅度減小，增加工程運行成本。

為了拓展中空纖維膜在水處理工程中的使用范圍，提高聚合物中空纖維膜的力學(xué)強度，制備同時可用于外壓和內(nèi)壓式過濾的中空纖維復(fù)合膜，Yoon等人在專利（WO03/097221）中提出了將高分子纖維和鑄膜液進行復(fù)合制備中空纖維復(fù)合膜的方法，通過獨立通道將纖維和鑄膜液分別引入到噴絲頭出口，在鑄膜液和芯液接觸成膜時進行復(fù)合制備中空纖維復(fù)合膜，但因為接觸和復(fù)合時間短，復(fù)合程度有限，只有部分纖維分散到鑄膜液中且附著力很弱，導(dǎo)致纖維對中空纖維膜的增強作用減弱。

徐又一等人（申請?zhí)?01110243287.7）通過將長纖維和鑄膜液進行預(yù)先復(fù)合，并將長纖維定位在鑄膜液中，并適當(dāng)增加長纖維的牽引力來實現(xiàn)長纖維在中空纖維膜中的有序并伸直地分布和充分復(fù)合，從而制備一種長纖維增強的中空纖維復(fù)合膜，以此方法制得的中空纖維復(fù)合膜的力學(xué)強度可提高3-5倍。但是該方法所用的噴絲頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，界面結(jié)合力控制及工藝控制不易實現(xiàn)，在制備過程中容易出現(xiàn)長纖維在鑄膜液中的彎曲，從而減弱中空纖維復(fù)合膜的強度。

陳亦力等人的外支撐增強型中空纖維膜（申請?zhí)?01220001563.9）通過在中空纖維膜外層連續(xù)不間斷的編織高強度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來提高中空纖維膜的強度，與在紡絲鑄膜液中添加纖維的方法相比，容易使所得到的中空纖維膜強度遠大于在紡絲鑄膜液中添加纖維所得到的中空纖維膜強度，但是生產(chǎn)效率降低，原材料成本增加，導(dǎo)致制膜成本會大幅度增加。

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出本實用新型。

實用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種應(yīng)用廣泛、工藝簡單、成本低的纖維編織增強型中空纖維膜。

為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供的技術(shù)方案是：一種纖維編織增強型中空纖維膜，包括中空纖維膜絲，中空纖維膜絲每三根集成一束，每一束的中空纖維膜絲的外表面編織有一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

所述的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是由滌綸長絲通過高速編織機編織而成，高速編織機的錠數(shù)為4-32錠，雙節(jié)距為5-50mm。

所述的中空纖維膜絲的外徑為1mm-5mm，中空纖維膜絲的壁厚為0.1mm-1mm。

本實用新型給出的另外的優(yōu)選技術(shù)方案是，所述的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是由滌綸長絲通過鉤針機編織而成，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的針織密度為4-20目，所述的鉤針機的針數(shù)為3-12針。

本實用新型的有益效果是：因外層纖維編織增強體極大地提高了中空纖維膜的強度，將膜體的滲透分離性能與強度性能相分離，因此，在制膜過程中減少了用于保證膜絲力學(xué)中主體材料的含量，使制膜成本顯著降低，制膜配方和工藝更加簡化。

在保證達到膜絲使用強度，滿足運行要求的同時，生產(chǎn)效率得到極大的提高。本實用新型是對3根中空纖維膜集成的膜束進行外支撐纖維編織，編織稀疏，相對于對單根中空纖維膜絲編織外支撐來講，編織效率極大提高，所需的起支撐作用的編織纖維原材料得到極大的減少，生產(chǎn)原料、生產(chǎn)設(shè)備和人工成本進一步降低；

相對于原中空纖維膜來講，此方法未引起中空纖維膜過濾性能的改變，其原有的裝填密度改變不大，在保證其原有中空纖維膜使用性能的情況下，在增加很少量的生產(chǎn)成本情況下，便可以拓寬中空纖維膜的使用領(lǐng)域，延長工程使用壽命，減少運行、維護和更換成本。

外編織工藝及原料選擇方面，選擇較軟、彈性極好的纖維進行稀疏編織，有利于提高中空纖維膜擺動，提高清洗的效果，因而可以減少清洗時的用氣量，降低工程運行成本。

附圖說明