[發明專利]編織管增強型中空纖維膜及其制備裝置和生產工藝

有效

• 申請號: 201710927625.6
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107913603B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 李亮
• 申請（專利權）人: 李亮
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/34;C02F3/10
• 代理公司: 紹興市知衡專利代理事務所(普通合伙) 33277
• 代理人: 施春宜

本申請涉及一種編織管增強型中空纖維膜及其制備裝置和生產工藝，屬于以有機材料為特征的用于物理或化學方法分離的半透膜及其專用制備方法技術領域。編織管增強型中空纖維膜，由分離層、預涂覆層與編織管增強層三層構成，編織管增強層居內，分離層居外，且所述的預涂覆層包括預涂覆層一、預涂覆層二，預涂覆層一位于編織管增強層內側，預涂覆層二位于編織管增強層與分離層之間。將本申請應用于編織管增強型中空纖維膜等領域，具有粘合強度、剝離率低等優點。

技術領域

本申請涉及一種編織管增強型中空纖維膜及其制備裝置和生產工藝，屬于以有機材料為特征的用于物理或化學方法分離的半透膜及其專用制備方法技術領域。

背景技術

膜生物反應器（MBR）水處理技術是一種將膜技術和生物技術相結合的高效生化水處理技術，它是結合了膜分離技術和傳統的污泥法的一種高效污水處理新技術，具有適用范圍廣、綜合運行成本低、出水水質好、系統性能穩定、占地面積小等特點，在工業污水處理及城市生活污水處理方面有著廣泛的應用。通常MBR系統在運行時采用浸沒抽吸式過濾，膜材料長期暴露在高化學耗氧量、高濁度的污水中，水質環境非常惡劣，此時的膜表面很容易出現污染物沉淀吸附、膜孔污堵、濃差極化等現象，從而導致膜通量下降顯著。因此需要對膜表面進行定期的高強度曝氣清洗，以沖刷膜表面的污染物。曝氣壓力越大，膜絲擺動幅度越大，清洗效果越好，而這就要求膜材料具有較高的機械強度。在諸多MBR膜材料中，由于編織管增強型中空纖維膜材料具有優良的機械性能而得到廣泛應用，已成為MBR膜材料的首選材料。

目前，商業化的編織管增強型中空纖維膜依舊存在許多不足，主要表現在涂覆過濾層與編織管支撐層之間的粘附力不夠緊密易于脫落、涂覆不均勻、爆破強度較差等。如中國專利CN101069818A公布了一種增強毛細管膜及其制備方法，在該制備方法中，只是將鑄膜液簡單的涂覆在纖維編織管的外表面，纖維編織管的內表面未與涂覆液有效結合，由于纖維編織管與涂覆層為不同的物質組成，存在因界面結合狀態不良而導致它們容易脫落。中國專利CN102160967A公布了一種內襯增強型中空纖維膜管及其制備裝置和制備方法，通過對纖維編織管進行兩次涂覆得到具有表面分離層、過渡層與編織管增強層三層結構的編織管增強型中空纖維膜。雖然表面分離層和過渡層的粘合強度較好，但由于過渡層也只是在編織管外表面涂覆，兩者的粘合強度一般，未從根本上解決分離層與增強體之間粘合不好的問題。中國專利CN102512992A公布了一種涂覆膜中空纖維管的制備方法，通過若干一浸一軋工藝使各種涂覆液包裹到纖維編織管內外壁，但該方法工藝較復雜，連續化程度較低，不適合規模化生產。中國專利CN203971777U公布了一種用于制備增強復合支撐中空纖維膜的設備，該設備是將編織管以水平的方式通過涂覆機頭以及凝固浴，由于涂覆液自身的重力作用，導致在涂覆過程中很難控制涂覆過濾層均勻地涂覆在纖維編織管外表面。

基于此，做出本申請。

發明內容

針對現有編織中空膜所存在的上述缺陷，本申請首先提供了一種粘合強度高、防剝離的編織管增強型中空纖維膜，該中空纖維膜的內部和內、外表面均被預涂覆液包裹。

為實現上述目的，本申請采取的技術方案如下：

編織管增強型中空纖維膜，由分離層、預涂覆層與編織管增強層三層構成，編織管增強層居內，分離層居外，且所述的預涂覆層包括預涂覆層一、預涂覆層二，預涂覆層一位于編織管增強層內側，預涂覆層二位于編織管增強層與分離層之間；所述的編織管是由化纖復絲編織而成，預涂覆層是預涂覆液凝固而成，該預涂覆液是由PVDF樹脂、親水劑、硅藻土和溶劑所形成的，且各組分的質量百分比分別為：PVDF樹脂5～15%，親水劑5～15%，硅藻土1～5%，溶劑65～89%；分離層是由鑄膜液凝固而成，該鑄膜液由PVDF樹脂、有機致孔劑、兩親性共聚物、表面活性劑和溶劑組成，且各組分的質量百分比分別為：PVDF樹脂10～30%，有機致孔劑5～20%，兩親性共聚物1～5%，表面活性劑0.1～3%，余量為溶劑，鑄膜液的溶劑與預涂覆液的溶劑相同或不同。

進一步的，作為優選：