一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法技术

本发明专利技术属于分离膜测试技术领域，公开了一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法，将一端封闭的外压中空纤维膜胶铸于第一硬质管体，第一硬质管体依次连接第一三通插头、第二硬质管体、第二三通插头、第三硬质管体；外压中空纤维膜的另一端裁剪至与第三硬质管体的末端齐平与第三硬质管体一同封闭；平切去除外压中空纤维膜和第一硬质管体的封闭端，使该端外压中空纤维膜具有端孔的截面露出；由此，单根外压中空纤维膜错流式组件制备完成，第二三通插头余端为原液入口，第一三通插头余端为浓缩液出口，外压中空纤维膜露出的端孔为渗透液出口。本发明专利技术可以实现单根外压中空纤维膜进行错流过滤，具有较好的科学性和可靠性，且大量节省膜试样用量。

A Method for Preparing Cross-flow Module of Single External Pressure Hollow Fiber Membrane

The invention belongs to the field of separation membrane testing technology, and discloses a preparation method of a cross-flow module of a single external pressure hollow fiber membrane, in which an end-closed external pressure hollow fiber membrane adhesive is cast into the first rigid tube body, and the first rigid tube body is successively connected with the first three-way plug, the second three-way plug, and the third rigid tube body; the other end of the external pressure hollow fiber membrane is cut to and. The end of the third rigid pipe body is closed with the third rigid pipe body; the end of the third rigid pipe body is cut flat to remove the closed end of the external pressure hollow fiber membrane and the first rigid pipe body, so that the cross-section of the end of the external pressure hollow fiber membrane with end holes is exposed; thus, the preparation of a single cross-flow module of the external pressure hollow fiber membrane is completed, the remaining end of the second three-way plug is the original liquid inlet, and the remaining end of the first three-way plug is the concentrated liquid outlet. The end hole of the hollow fiber membrane exposed by external pressure is the outlet of osmotic fluid. The invention can realize cross-flow filtration of a single external pressure hollow fiber membrane, has good scientificalness and reliability, and saves a large amount of sample dosage of the membrane.

【技术实现步骤摘要】
一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法
本专利技术属于分离膜测试
，具体来说，是涉及一种单根外压中空纤维膜组件的制备方法。技术背景在现代工业技术和人们日常生活中，膜与膜分离技术扮演着相当重要的角色，广泛应用于水处理、环保化工、医药食品、海水淡化等行业，已成为解决当代能源、资源和环境污染问题的重要高新技术。其中由于中空纤维膜具有自支撑、在组件内的装填密度大、单位体积的膜面积大，耐压性能好等众多优点，越来越受到人们的重视。膜过滤以膜两侧的压力差为驱动力，以膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜分离层时，分离层表面密布的许多细小微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液分离和浓缩的目的。在中空纤维膜的制备过程中，有的将存在致密孔的分离层涂敷在膜的外表面，有的则涂敷在内表面，因此膜的分类可以分为外压式和内压式；同时原液中的水分子全部渗透过超滤膜，没有浓缩液流出，则是死端过滤，如果在过滤时有一部分的浓缩液体从膜的另一端排掉，则是错流过滤。因此，膜的过滤方式共有外压错流、外压死端、内压错流和内压死端4种不同的过滤方式。同时，要实现膜过滤过程，必须将中空纤维膜以某种形式制作成组件，而且中空纤维膜组件应该包含3个端口：原液入口、浓缩液出口和渗透液出口。目前，在工业上应用主要是大型膜组件(10英寸)，组件里由复杂的流道和间隔体构成，装填的中空纤维膜也在万根以上，胶铸需要大型胶铸机才能完成；在实验室中，大多胶铸成U型组件，主要以满足测试孔径需要为主，并不能完成中空纤维膜的过滤试验。
技术实现思路
本专利技术要解决的是目前不能实现单根外压中空纤维膜过滤试验的技术问题，提供了一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法，可以实现单根外压中空纤维膜进行错流过滤，该方法具有较好的科学性和可靠性，不仅可以大量节省膜试样用量，而且能够方便、快速、准确的完成外压中空纤维膜的错流过滤试验。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下的技术方案予以实现：一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法，该方法按照以下步骤进行：(1)取一段待测外压中空纤维膜，并将所述外压中空纤维膜的第一端口完全封闭；(2)将第一硬质管体的第一端口完全封闭，并以其第一端口向下将所述第一硬质管体竖向放置；(3)将环氧树脂在80℃下加热20-30min后，与固化剂按照2:1-3:1的质量比混合；混合后注入到所述第一硬质管体中，注入至所述第一硬质管体1/2-3/4的高度；(4)以其封闭的第一端口向下将所述外压中空纤维膜竖直插入所述第一硬质管体内部，直至所述外压中空纤维膜的第一端口与所述第一硬质管体封闭的第一端口接触，静置至所述环氧树脂固化；(5)将所述第一硬质管体的第二端口与第一三通插头的A端口密封连接，所述第一三通插头的B端口与第二硬质管体的第一端口密封连接，所述第二硬质管体的第二端口与第二三通插头的A端口密封连接，所述第二三通插头的B端口与第三硬质管体的第一端口密封连接；与所述第一硬质管体胶铸连接的所述外压中空纤维膜依次穿过所述第一三通插头、所述第二硬质管体、所述第二三通插头、所述第三硬质管体；且所述外压中空纤维膜的长度长于所述第一硬质管体、所述第一三通插头、所述第二硬质管体、所述第二三通插头、所述第三硬质管体连接后的总长度；(6)将所述外压中空纤维膜的第二端口裁剪至与所述第三硬质管体的第二端口齐平，裁剪后将所述外压中空纤维膜的第二端口与所述第三硬质管体的第二端口一同完全封闭；(7)将所述第一硬质管体的第一端口封闭部分平切去除，使该端的所述外压中空纤维膜具有端孔的截面露出；由此，单根外压中空纤维膜错流式组件制备完成，所述第二三通插头的C端口为原液入口，所述第一三通插头的C端口为浓缩液出口，所述外压中空纤维膜露出的端孔为渗透液出口。进一步地，步骤(1)中采用1:1混合后的丙烯酸酯胶粘剂封住所述外压中空纤维膜的第一端口，使其完全封闭。进一步地，步骤(2)中采用1:1混合后的丙烯酸酯胶粘剂将所述第一硬质管体粘接于平面放置的纸张上，以使其竖向固定且第一端口完全封闭。进一步地，步骤(3)中所述固化剂为液体胺类硬化剂。进一步地，步骤(4)中所述静置时间为至少24小时。进一步地，所述第一硬质管体、所述第二硬质管体、所述第三硬质管体均为PU管，其外径为8-12mm。进一步地，所述第二硬质管体的长度为100-200mm。进一步地，所述第一硬质管体和所述第三硬质管体的长度为50-80mm。进一步地，步骤(6)中采用1:1混合后的丙烯酸酯胶粘剂同时封住所述外压中空纤维膜的第二端口与所述第三硬质管体的第二端口，以使所述外压中空纤维膜的第二端口与所述第三硬质管体的第二端口一同完全封闭。进一步地，步骤(7)中在距离所述第一硬质管体的第一端口0.5-1cm处使用锋利刀片沿垂直于所述第一硬质管体轴向方向切断，以使所述第一硬质管体的第一端口封闭部分平切去除。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法，弥补了传统技术不能完成单根外压中空纤维膜过滤试验的缺陷，明确了单根外压中空纤维膜错流式组件的材料选取、胶铸方法、组装过程，以及合理布置原液入口、浓缩液出口和渗透液出口，从而保证原液从单根外压中空纤维膜外表面向内表面流过；本专利技术设计科学、制作材料易得、制作过程简单、可操作性强，能够方便、快速、准确的完成外压中空纤维膜的外压错流过滤试验，保证测试过程的科学性和可靠性，测试结果的准确性和可比性，同时大量节省膜试样用量，具有重要的推广价值。附图说明图1为本专利技术所制备完成的单根外压中空纤维膜错流式组件的结构示意图。上述图中：1、外压中空纤维膜；2、第一硬质管体；3、环氧树脂；4、第一三通插头；5、第二硬质管体；6、第二三通插头；7、第三硬质管体；8、丙烯酸酯胶粘剂。具体实施方式下面通过具体的实施例对本专利技术作进一步的详细描述，以下实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。本专利技术提供了一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法，具体采用如下步骤进行：取一根长度35cm的增强型PVDF外压中空纤维膜1，该中空纤维膜1的表面应洁净光滑，无缺陷和破损。外压中空纤维膜1的两个端口分别称为其第一端口和第二端口，采用1:1混合后的丙烯酸酯胶粘剂8封住外压中空纤维膜1的第一端口，使该端完全封闭。选用φ12mm×5.0cm的PU管作为第一硬质管体2，第一硬质管体2的两个端口分别称为其第一端口和第二端口。将第一硬质管体2竖向放置，并将其第一端口利用1:1混合后的丙烯酸酯胶粘剂8粘在放置于桌面的一张A4纸上，使第一硬质管体2竖向固定且其第一端口完全封闭。称取6.0g环氧树脂3至烘箱，在80℃条件下加热20-30min后取出，以保证环氧树脂3具有很好的流动性。取出环氧树脂3后加入2.0g固化剂与之充分混合，并利用注射器注入到已固定的第一硬质管体2中，不要注满，以免外压中空纤维膜1插入第一硬质管体2后环氧树脂3溢出，因此加入固化剂后的环氧树脂3一般注入至1/2-3/4的第一硬质管体2高度即可。在本专利技术的技术方案中，固化剂用于将环氧树脂3固化，一般选用液体胺类硬化剂。环氧树脂3与固化剂应在2:1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：(1)取一段待测外压中空纤维膜，并将所述外压中空纤维膜的第一端口完全封闭；(2)将第一硬质管体的第一端口完全封闭，并以其第一端口向下将所述第一硬质管体竖向放置；(3)将环氧树脂在80℃下加热20‑30min后，与固化剂按照2:1‑3:1的质量比混合；混合后注入到所述第一硬质管体中，注入至所述第一硬质管体1/2‑3/4的高度；(4)以其封闭的第一端口向下将所述外压中空纤维膜竖直插入所述第一硬质管体内部，直至所述外压中空纤维膜的第一端口与所述第一硬质管体封闭的第一端口接触，静置至所述环氧树脂固化；(5)将所述第一硬质管体的第二端口与第一三通插头的A端口密封连接，所述第一三通插头的B端口与第二硬质管体的第一端口密封连接，所述第二硬质管体的第二端口与第二三通插头的A端口密封连接，所述第二三通插头的B端口与第三硬质管体的第一端口密封连接；与所述第一硬质管体胶铸连接的所述外压中空纤维膜依次穿过所述第一三通插头、所述第二硬质管体、所述第二三通插头、所述第三硬质管体；且所述外压中空纤维膜的长度长于所述第一硬质管体、所述第一三通插头、所述第二硬质管体、所述第二三通插头、所述第三硬质管体连接后的总长度；(6)将所述外压中空纤维膜的第二端口裁剪至与所述第三硬质管体的第二端口齐平，裁剪后将所述外压中空纤维膜的第二端口与所述第三硬质管体的第二端口一同完全封闭；(7)将所述第一硬质管体的第一端口封闭部分平切去除，使该端的所述外压中空纤维膜具有端孔的截面露出；由此，单根外压中空纤维膜错流式组件制备完成，所述第二三通插头的C端口为原液入口，所述第一三通插头的C端口为浓缩液出口，所述外压中空纤维膜露出的端孔为渗透液出口。...

【技术特征摘要】
1.一种单根外压中空纤维膜错流式组件的制备方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：(1)取一段待测外压中空纤维膜，并将所述外压中空纤维膜的第一端口完全封闭；(2)将第一硬质管体的第一端口完全封闭，并以其第一端口向下将所述第一硬质管体竖向放置；(3)将环氧树脂在80℃下加热20-30min后，与固化剂按照2:1-3:1的质量比混合；混合后注入到所述第一硬质管体中，注入至所述第一硬质管体1/2-3/4的高度；(4)以其封闭的第一端口向下将所述外压中空纤维膜竖直插入所述第一硬质管体内部，直至所述外压中空纤维膜的第一端口与所述第一硬质管体封闭的第一端口接触，静置至所述环氧树脂固化；(5)将所述第一硬质管体的第二端口与第一三通插头的A端口密封连接，所述第一三通插头的B端口与第二硬质管体的第一端口密封连接，所述第二硬质管体的第二端口与第二三通插头的A端口密封连接，所述第二三通插头的B端口与第三硬质管体的第一端口密封连接；与所述第一硬质管体胶铸连接的所述外压中空纤维膜依次穿过所述第一三通插头、所述第二硬质管体、所述第二三通插头、所述第三硬质管体；且所述外压中空纤维膜的长度长于所述第一硬质管体、所述第一三通插头、所述第二硬质管体、所述第二三通插头、所述第三硬质管体连接后的总长度；(6)将所述外压中空纤维膜的第二端口裁剪至与所述第三硬质管体的第二端口齐平，裁剪后将所述外压中空纤维膜的第二端口与所述第三硬质管体的第二端口一同完全封闭；(7)将所述第一硬质管体的第一端口封闭部分平切去除，使该端的所述外压中空纤维膜具有端孔的截面露出；由此，单根外压中空纤维膜错流式组件制备完成，所述第二三通插头的C端口为原液入口，所述第一三通插头的C端口为浓缩液出口，所述外压中空纤维膜露出的端孔为渗透液出口。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭亮，李宗雨，赵静红，董泽亮，郝军，潘献辉，
申请(专利权)人：国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12