[實用新型]一種高強度中空纖維膜的制備裝置

有效

• 申請號: 201920612590.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN210934507U
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 程楊明;周杰;汪朝暉;崔朝亮
• 申請（專利權）人: 南京膜材料產業技術研究院有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧唯

本實用新型涉及一種高強度中空纖維膜的制備裝置，包括：鑄膜液擠出裝置，用于擠出熱致相分離鑄膜液；噴絲頭，設于鑄膜液擠出裝置上，用于擠出熱致相分離鑄膜液膜絲；冷卻水槽，用于接收噴絲頭中得到的膜絲并進行冷卻；膜絲浸涂槽，用于對冷卻水槽中得到的膜絲的表面涂覆溶劑；鑄膜液罐，用于放置浸沒沉淀相轉化法中的鑄膜液；涂覆機頭，用于將鑄膜液罐中的鑄膜液涂覆于膜絲浸涂槽中得到的膜絲表面；凝固浴槽，用于接收涂覆機頭中得到的膜絲并進行凝固??；收絲輪，用于收卷由凝固浴槽中得到的膜絲。本實用新型的裝置可以制備出具有高機械強度、高粘結強度的復合中空纖維膜。

技術領域

本實用新型涉及膜分離水處理用膜制備技術領域，尤其涉及一種高強度中空纖維膜的制備裝置。

背景技術

隨著國家對環保領域的重視，尤其是對污水處理方法的研究，膜技術越來越多的受到人們的關注。而中空纖維膜由于其膜組件裝填密度大、占地面積小、運行效率高等特點已被廣泛的應用于污水處理，分離與濃縮等領域。而MBR（膜生物反應器）是現代膜分離技術與傳統生物處理技術有機結合而產生的一種全新的高效污水處理工藝。MBR工藝通過將分離工程中的膜分離技術與傳統廢水生物處理技術有機結合，不僅省去了二沉池的建設，而且大大提高了固液分離效率，而且由于曝氣池中活性污泥質量濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優勢菌群)的出現，提高了生化反應速率。同時，通過降低F/M比減少剩余污泥產生量(甚至為零)，其發展前景很大。MBR在運行過程中面對的水質將為復雜，并且含有大量污泥，在MBR運行過程中，不斷的曝氣會加速污泥等對膜絲的刮擦，因此，面對這種工藝條件，膜絲必須具備很高的機械性能。

目前市面上大多數的MBR用的膜絲是采用尼龍材質的編織管作為內襯，在編織管外部涂敷一層很薄的分離層，尼龍編織后的斷裂強度可以達到200 N，這很好的保證了膜絲的機械性能。然而，由于尼龍材質與涂敷層不屬于同種材質，涂覆層在運行反洗過程中很容易發生脫落現象，而脫落后的膜絲雖然具有高強度，但其并不具有很好的分離性能。目前市面上也有采用熱致相分離法制備的中空纖維膜直接應用于MBR工藝中，而熱致相分離法制備的分離膜雖然具有很好的機械性能，拉伸強度可以達到10 MPa，但是由于熱致相分離法制備的聚合物膜具有孔徑較大的特點（一般孔徑大小為0.1 um），相比于浸沒沉淀法制備的聚合物膜（孔徑大小一般為30 nm -60 nm左右）熱法制備的膜分離性能較差。專利號為CN101543731A中制備內襯增強型MBR簾式膜的方法就是將尼龍編織管嵌入到中空纖維本體中，其改良的方法是將芯液引入到編織管內腔中，從而解決了傳統涂敷工藝制備纖維編織管增強中空纖維膜中聚合物層與編織纖維管易脫離、中空纖維內腔易堵塞等技術難題，但是其本質上并未改變編織管的材質，針對不同材質，其涂覆層與基膜的粘結性能依舊不是非常突出，并且引入了芯液，使得整個生產過程產生較多的廢溶劑，對環境和廢液處理帶來較大的問題。

實用新型內容

本實用新型的MBR中空纖維膜制備方法與設備是將熱致相分離法與浸沒沉淀法兩種相分離法制備聚合物膜的方法相結合，成功制備出具有高機械性能、高粘結性能的MBR膜，同時也具有很高分離效率。

本實用新型的第一個方面，提供了：

一種高強度中空纖維膜，包括支撐層和分離層，所述的支撐層是通過熱致相分離方法制備得到，所述的分離層是通過在支撐層上通過浸沒沉淀相轉化方法制備得到。

在一個實施方式中，所述的支撐層和分離層的材質分別獨立地選自PS、PP、PES、PVDF、PAN、PVC、ECTFE中的一種。

本實用新型的第二個方面，提供了：

一種高強度中空纖維膜的制備方法，包括如下步驟：

第1步，通過熱致相分離的方法制備得到中空纖維基膜；

第2步，在所述的中空纖維基膜的表面通過浸沒沉淀相轉化方法得到分離層。