[發明專利]用于液體過濾的中空纖維膜

在審

• 申請號: 201910367959.1
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110496542A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 索哈爾·沙揚;艾哈邁德·阿斯蘭;烏薩馬·坦維爾·哈菲茲
• 申請（專利權）人: 帕克維塔埃(私人)有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D69/02;B01D67/00;B01D71/68;B01D61/00;C02F1/44
• 代理公司: 11038 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 孫悅<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明提供用于液體的過濾的中空纖維膜，其是內在抗微生物的。該膜包含多個多孔中空雙層膜纖維，其中液體從纖維外部進入，穿過多孔膜進入纖維內腔，并從纖維的中空末端流出，其中這樣的配置提供液體外向內布置并將濾出物保留在外部。這意味著，本發明的膜具有內建的對抗微生物的特性，從而提供不含微生物的安全液體。中空纖維的外側或外壁可被配置為變成疏水的，而中空纖維膜的內側或內壁可被配置為變成親水的，從而極大地增強水滲透性。中空纖維膜可被配置為賦予它內在的抗微生物能力。還披露了含有以上所述膜的設備。

技術領域

本發明為液體過濾領域，例如，使用具有外向內液體流動配置的內在的抗微生物性能的中空纖維膜模塊的那些。該膜可以通過在液體的吸入壓力或通過壓力或重力頭下直接工作的多用途外殼用于便攜式水過濾設備。具體來說，本發明的示例實施方案還涉及中空纖維的疏水的外側或外壁和中空纖維膜的親水的內壁，其具有長期的優異的水滲透性能且沒有任何反洗。

背景技術

純凈的飲用水一直是全球的大問題。6.63億人依賴未經改善的水源，其中1.6億人依賴于地表水。在全球范圍內，至少有21億人使用被糞便污染的飲用水源。受污染的水可以傳播腹瀉，霍亂，痢疾，傷寒和脊髓灰質炎等疾病。估計每年有842,000人死于因不安全的飲用水、消毒和手衛生造成的腹瀉。腹瀉在很大程度上是可以預防的，如果這些風險因素得到解決，每年可以避免361,000名5歲以下兒童死亡。根據世界衛生組織的報告，接近感染水的寄生蟲引起的急性和慢性疾病血吸蟲病幾乎有2.4億人受到血吸蟲病的影響。

在巴基斯坦，44％的人口在其一生中完全無法獲得純凈飲用水。2015年，由于清潔水的稀缺，僅在塔爾就有311名兒童在死亡。在開伯爾-普赫圖赫瓦(KPK)和聯邦直轄部落地區(FATA)，40％的死亡是由于水傳播疾病造成的。每一分鐘，巴基斯坦就有一名兒童死于水污染。巴基斯坦每年都會報告100萬例腹瀉病例。巴基斯坦目前每年花費13億美元用于消除水媒病。根據世界衛生組織，25-30％的巴基斯坦人入院醫院是由于水生細菌引起的，60％的總嬰兒死亡是由于水污染造成的。

清潔水為家庭以及個人層面的大問題。對于遷移中的人來說，清潔飲用水已變成昂貴的資源。當前需要一種可以在現場過濾任何可用水的設備。平均而言，超過70％的新鮮水被污染，因此不能安全飲用。目前使用的技術既昂貴又不便攜，需要電力或壽命短。

在自然災害或其他災害，緊急情況或重大事故中，救援部門或軍隊使用消毒藥物，凝固劑藥片，或者如果可能的話，他們安裝水過濾設備。前兩個是低效和不可靠的，因為它們對人體有已知的有害影響，而最后一個是昂貴的并且運輸干凈的水也是困難的。

常規水過濾膜需要電源將水泵送通過該膜。這些膜具有不受限定的或較大的孔尺寸，這通常會導致生物污染物逃逸進入該膜的凈化水側。因此，常規基于膜的水過濾方案大多配備紫外線，臭氧化或氯化單元(消毒劑)。前兩種需要高能量，而最后一種對人體有致癌作用。

基于砂/花崗巖/木炭/吸附劑床的過濾器具有低處理速度，重量大，處理能力低，生物污染物(尤其是病毒)的去除效率低。為了大規模地提供經過濾的水，需要大量設置，并且需要頻繁更換吸附劑以保持過濾速度。在這種情況下，還需要后處理單元來去除生物污染物。

現在用于便攜式水過濾裝置的陶瓷膜缺乏耐久性。它們在受到撞擊時容易受到損壞，重量較重并且制造時需要較高的溫度。在這種可以有效去除生物污染物的膜中保持孔尺寸也是很困難的。用于生產這種陶瓷的燒結方法還未能在商業上減少在20nm以下的孔尺寸。