一种外压六棱管式膜制造技术

本发明专利技术公开了一种外压六棱管式膜，其由六棱衬管、复合滤膜、压条、芯管和端盖组成；所述复合滤膜由所述的内层碳网、有机滤膜、外层碳网和电极引线组成；在所述芯管外侧相邻棱板之间，设置有导流圆孔；所述复合滤膜由所述压条固定在每两个相邻的所述棱板之间，所述复合滤膜呈现起落式分布在六棱衬管外表面上，所述六棱衬管两端由所述端盖和环氧树脂密封固定，所述电极引线从环氧树脂密封处引出。本发明专利技术实现了高效过滤、防污染、自清洁功能，制备工艺简单，适合于大型污水或废水处理工程。

【技术实现步骤摘要】
一种外压六棱管式膜
本专利技术涉及一种污水与废水处理
，具体涉及膜生物反应器分离过滤膜制造技术，特别涉及一种外压六棱管式膜。
技术介绍
膜生物反应器应用于污水和废水的处理工程、环保工程，已经发挥了重要的作用；伴随着膜生物反应器工程的实际应用，特别是大型污水和废水处理工程的实施，也曝露出了许多问题与不足；这些缺陷集中反应在三个技术方面：有机生物膜的制造技术；有机生物膜的应用技术；有机生物膜功能性技术。现有的有机生物膜制造技术，集中在膜制备材料与改性材料上，有机滤膜材料多数选用有机高分子聚合物，主要有聚偏氟乙烯为代表的含氟聚合物、改性纤维类、聚砜、聚烯烃、丙烯酸共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯等；由于这些有机聚合物所制备出的微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等有机滤膜，在应用或功能上存在缺陷，比如亲水性等，由此人们开始对有机聚合物膜材料进行改性，一是在制膜之前，通过接枝、共聚、共混等手段对制膜聚合物进行改性，二是在成膜之后，通过等离子体、高能辐照、表面化学反应、表面涂敷、表面活性剂等技术，对膜表面进行改性；在这一
中，绝大多数研究都集中在提高有机滤膜的分离能力与分离效率方面，缺点是：还没有明显增加微生物生化反应机制的技术。现有的有机生物膜应用技术，主要的有机滤膜就用形式有：平板膜、编织管膜、支撑管膜、中空纤维膜、内压管式膜等；平板膜的缺点是板框膜面积比较大，无法承受反冲洗水压，膜的平面方式使膜过滤效率很低；编织管膜的缺点是有机滤膜容易脱落、缠绕、堆积；支撑管膜的缺点是支撑材料需要预先制造，支撑材料本身必须保证有足够的孔隙度来满足有机滤膜的膜能量，还不能对有机滤膜产生阻隔作用，是难以实现的；中空纤维膜是中空的细径纤维丝管，易折断、易缠绕、难清洗、膜能量小是其缺点；内压管式膜的缺点是制备工艺复杂、实际应用生产效率低、能耗比较高；在各类有机滤膜的缺点分析中，有机滤膜的污染问题和有机滤膜的空间立体效率发挥问题是共同的缺陷，也是有机滤膜尚未能解决的应用技术问题。现有的有机滤膜功能性技术方面，利用纳米材料、光激发等相对研究的比较少。主要用于有机滤膜的无机纳米材料有：零维度材料二氧化钛、二氧化硅、二氧化锆、三氧化二铝、四氧化三铁、氟石；一维度材料碳纳米管、钛纳米管、钛纳米线；二维度材料蒙脱土、累托土、石墨等；纳米材料聚合物复合膜主要特点是：(1)纳米材料能够有效改善聚合物膜的断面孔隙结构，有效提高复合膜水渗透性能及分离效率；(2)纳米材料能够有效改善聚合物膜表面电位、物化特性、微观形貌，降低水体中污染物与膜表面的界面行为，减轻膜污染；(3)纳米材料能够有效改善聚合物膜的力学行为，增强复合膜的抗压特性，从而延长工程应用中的运行周期；缺点是：由于纳米材料易团聚，使现有的方法制备的纳米材料掺杂聚合物膜中纳米材料分散不均匀，导致有机复合膜易脱落，影响膜的使用性能。现有技术中上述三个方面的相关技术专利很多，在此不一一赘述了。关联度较大的专利CN102600730A，外压管式膜制备方法公开了使用条状平板膜缠绕粘接方式制备外压管式膜的方法；专利CN102600731A，同步外压管式膜制备方法公开了使用条状平板膜和无纺布制备外压管式膜的方法；虽然制备方法很简单，缺点是：仍然没有考虑到有机滤膜的空间立体效率问题，有机滤膜本身的微观生化反应问题以及有机滤膜的防污染、自清洁功能。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种外压六棱管式膜。希望在现有技术优点的基础上，从提高有机滤膜的空间立体过滤效率、强化微生物微观反应机制、预防有机滤膜污染和实现有机滤膜的自清洁功能方面入手，相对考虑有机滤膜的制备工艺与加工成本，来设计一种用于大型污水或废水处理工程的新型的外压管式膜，并实现相关的制备技术与方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种外压六棱管式膜，其由六棱衬管、复合滤膜、压条、芯管和端盖组成；复合滤膜由电极引线、外层碳网、有机滤膜、内层碳网组成；所述的六棱衬管由六块棱板与每块棱板外端相连接的两个叉片组成，所述的棱板与所述的叉片上均设置有圆孔；所述的芯管为一圆形管筒，在所述的芯管上均匀分布着所述的棱板，在芯管外侧相邻棱板之间，设置有导流圆孔；所述的复合滤膜由所述的压条固定在每两个相邻的所述的棱板之间，所述的复合滤膜呈现起落式分布在六棱衬管外表面上；所述的六棱衬管两端由端盖和环氧树脂密封固定，所述的电极引线从环氧树脂密封处引出，用焊接方法连接到导线上。所述的六棱衬管，使用铝合金或工程塑料制造，所述的六棱衬管由六块棱板与每块棱板外端相连接的两个叉片组成，所述的棱板与所述的叉片上均设置有圆孔，用于对产出水导流之用；所述六棱衬管可选用铝合金异型材或由工程塑料挤出制成塑料型材，截取固定长度后，在型材上打孔即可得到所述的六棱衬管；所述的芯管为一圆形管筒，在所述的芯管上均匀分布着所述的棱板，在芯管外侧相邻棱板之间，设置有导流圆孔；所述的有机滤膜选用聚偏氟乙烯(PVDF)与掺杂二氧化钛纳米改性材料制备的管式有机改性生物膜；所述的内层碳网与所述的外层碳网采用活化碳纤维网筒；在所述的复合滤膜一端，从所述的内层碳网和所述的外层碳网上，分别引出电极引线，实际应用时，各个六棱管膜电极引出通过钛丝导线连接，并连接到膜生物反应器的公共阴极上，这样就构成了微生物燃料电池组，所述的内层碳网与所述的外层碳网作为燃料电池阳极，可使用其它金属作为燃料电池的阴极，也可以使用空气阴极；由于所述的燃料电池阳极两层碳网相隔距离很近，中间是有机滤膜，而有机滤膜的污染就发生在有机滤膜的表面和表层，这样微生物燃料电池对有机污染物的分解作用就发挥出来了，这也就是本专利技术可以防止有机滤膜污染，实现自清洁功能的原因。所述的复合滤膜由所述的压条固定在每两个相邻的棱板之间，复合滤膜呈现起落式分布在六棱衬管外表面上，因此，复合滤膜在空间上就成为立体式的排列，充分发挥出了复合滤膜的过滤效率；所述的复合滤膜与所述的六棱衬管之间，只有点的连接，大部分复合滤膜与六棱衬管没有接触，这样就保证了复合滤膜的有效过滤面积，也使复合滤膜的膜能量增加，从而避免了平板膜或普通管式膜支撑材料对有机滤膜的阻隔作用。所述的内层碳网与所述的外层碳网，与所述的有机滤膜共同成膜，碳网从有机滤膜的内层和外层加强了有机滤膜的强度和承受内外压力的能力，所以复合滤膜适合于大型污水工程使用，所述的六棱衬管上的导流孔可容易的将复合滤膜的产出水顺利导出，六棱管膜的制备尺寸和直径可以达到1000mm级别；因为解决了复合滤膜的空间立体分布问题，管式膜的大管径与大尺度不会影响到有机滤膜的有效过滤效率。所述的六棱衬管两端由所述的端盖和环氧树脂密封固定，所述的端盖形状也是六角形，中心留有穿过所述的芯管的圆孔；所述的电极引线从环氧树脂密封处引出，用焊接方法连接到导线上。高分子有机聚合物，如聚偏氟乙烯(PVDF)等成膜聚合物质，均具有化学稳定性、耐辐射性、抗污染性、耐热性和易成膜等优良特性；但是由于有机聚合物表面能低，制备的有机滤膜亲水性差，影响产水量；所以往往需要对其进行改性，通常使用纳米材料，如：纳米三氧化二铝或纳米二氧化钛进行掺杂改性。通过上述技术方案，本专利技术技术方案的有益效果是：六棱管膜在空间上立体设计使用了复合滤膜，发挥出了有机滤膜的过滤效率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外压六棱管式膜及制备方法，其特征在于，包括六棱管膜、六棱衬管、复合滤膜、压条、芯管、电极引线、外层碳网、有机滤膜、内层碳网、预制膜筒。所述的六棱管膜由所述的六棱衬管、复合滤膜、压条、芯管和端盖组成；所述的六棱衬管由六块棱板与每块棱板外端相连接的两个叉片组成，所述的棱板与所述的叉片上均设置有圆孔；所述的芯管为一圆形管筒，在所述的芯管上均匀分布着所述的棱板，在芯管外侧相邻棱板之间，设置有导流圆孔；所述的复合滤膜由所述的压条固定在每两个相邻的所述的棱板之间，所述的复合滤膜呈现起落式分布在六棱衬管外表面上。所述的六棱膜管两端由所述的端盖和环氧树脂密封固定，所述的电极引线从环氧树脂密封处引出，用焊接方法连接到导线上。

【技术特征摘要】
1.一种外压六棱管式膜，其特征在于，其由六棱衬管、复合滤膜、压条、芯管和端盖组成；复合滤膜由电极引线、外层碳网、有机滤膜、内层碳网组成；所述的六棱衬管由六块棱板与每块棱板外端相连接的两个叉片组成，所述的棱板与所述的叉片上均设置有圆孔；所述的芯管为一圆形管筒，在所述的芯管上均匀分布着所述的棱板，在芯管外侧相邻棱板之间，设置有导流圆孔；所述的复合滤膜由所述的压条固定在每两个相邻的所述的棱板之间，所述的复合滤膜呈现起落式分布在六棱衬管外表面上；所述的六棱衬管两端由端盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆文庆，
申请(专利权)人：苏州市和源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32