一种带絮状增强中空纤维膜制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带絮状增强中空纤维膜，包括中空纤维膜丝，中空纤维膜丝的外表面附有一层管状增强体，该管状增强体上带有絮状纤维。在中空纤维膜丝的外表面，采用带有絮状纤维的长丝进行编织或者钩编，使其成为带絮状增强中空纤维膜，带絮状增强中空纤维膜用于水处理中，一方面通过该中空纤维膜中网状的支撑体来提高中空纤维膜的强度，防止在高曝气的运行过程中发生断裂；另一方面通过该中空纤维膜中的絮状纤维来改善滤饼层的结构，从而提高泥水分离效率。采用该种膜不仅可以达到在运行过程中不发生断丝的情况，还可以大幅度降低能耗，提高运行通量，降低膜污染。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及带絮状增强中空纤维膜，属于中空纤维膜

技术介绍
中空纤维膜是现代膜技术应用中一种重要的膜形式，它具有装填密度高，体积小，处理效率高和生产工艺简单等特点，在国内外已被广泛应用于工业废水处理、生活污水回用等多方面。中空纤维膜通常自支撑膜，该膜的内在结构是多孔结构，它的力学强度不高，在运行过程中，很容易出现断丝的问题。为了提高中空纤维膜的强度，许多高校和科学院所都在开展高强度中空纤维膜的研究，采用NIPS法制备中空纤维膜时，可通过调节膜材料和制备工艺或者在制备中加入纳米氧化物，在一定程度上可提高中空纤维膜的强度，但是，提高的效果不明显。采用TIPS法制备中空纤维膜，在一定程度上也可提高中空纤维膜的强度，但是，该方法成本高，耗能大，制备出的中空纤维膜的抗污染性不好。此外，中空纤维膜用于水处理常用MBR工艺，在该工艺运行过程中，需要高强度和大量地曝气将停留在膜丝表面中的污泥不停地抖掉，以防止造成膜的污染。在该过程中，一方面对膜的强度要求较高，另一方面导致运行成本很高。中空纤维膜用于水处理的另一种工艺是先将污水进行生化处理，然后采用自然沉降的方式进行泥水分离，然后进入浸没式的超滤系统中。在这种水处理工艺中，采用自然沉降的方式存在停留时间长、占地面积大、处理量小和小颗粒物沉降不完全等问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供带絮状增强中空纤维膜。带絮状增强中空纤维膜制备方法，采用湿法纺丝工艺制备中空纤维膜，然后，在中空纤维膜丝的外表面，采用带有絮状纤维的长丝进行编织或者钩编，使其成为带絮状增强中空纤维膜，该中空纤维膜丝的外表面附有一层管状外增强体，该管状增强体上附有絮状的纤维、管状外支撑增强体为网状多孔结构。为了达到上述目的，本技术通过以下技术方案实现；一种带絮状增强中空纤维膜，包括中空纤维膜丝，中空纤维膜丝的外表面附有一层管状增强体，该管状增强体上带有絮状纤维。所述的管状增强体为网状结构。带絮状增强中空纤维膜的制备方法包括如下步骤:(I)将聚合物、溶剂和成孔剂按以下重量比混合:聚合物10-25，溶剂50-70，成孔剂5-15，将其混合物进行搅拌和加热溶解均匀制得铸膜液，将铸膜液通过中空纤维纺丝机的喷丝头进行纺丝成型，然后进入凝固浴中，使得铸膜液中的溶剂和成孔剂进入凝固液中，聚合物由于发生相转移而成为具有多孔结构的中空纤维膜丝。(2)将收好的连续不断的中空纤维膜丝通过编织机或者钩编机，使带有絮状纤维的长丝在中空纤维丝的表面形成网状结构。(3)将制备好的带絮状增强中空纤维膜切割成所需要的长度，然后进行后处理，从而制备出带絮状增强中空纤维膜。本技术的技术效果是:带絮状增强中空纤维膜一方面通过该中空纤维膜中网状的支撑体来提高中空纤维膜的强度，防止在高曝气的运行过程中发生断裂；另一方面通过该中空纤维膜中的絮状纤维来改善滤饼层的结构，从而实现泥水分离，其过程如下:在膜池中微生物所需氧气的曝气量下，通过水压和渗透压的作用，使其在带絮状纤维的管状增强体的表面或者膜层表面的絮状纤维上形成一定厚度的滤饼层，混合液通过该滤饼层后实现泥水分离，滤过液进入内部的中空纤维膜进行过滤。当过滤一段时间后，该泥饼层不再起到过滤的作用时，通过膜池中的强曝气将该泥饼层冲刷掉，如此反复运行。因此，采用这种带絮状增强中空纤维膜用于水处理中，可以达到在运行过程中不发生中空纤维膜断丝的情况，还可以降低工艺的运行成本，减少占地面积，减缓膜污染等多重作用。带絮状增强中空纤维膜用于水处理中，一方面通过该中空纤维膜中网状的支撑体来提高中空纤维膜的强度，防止在高曝气的运行过程中发生断裂；另一方面通过该中空纤维膜中的絮状纤维来改善滤饼层的结构，从而实现泥水分离，不仅可以达到在运行过程中不发生断丝的情况，还可以大幅度降低能耗，提高运行通量，降低对中空纤维膜的污染。附图说明图1是本技术带絮状增强中空纤维膜的结构示意图；图2为图1的剖视图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。实施例1:一种带絮状增强中空纤维膜，包括中空纤维膜丝1，中空纤维膜丝I的外表面附有一层管状增强体2，该管状增强体2上带有絮状纤维3。所述的管状增强体2为网状多孔结构。中空纤维膜丝I的外径为l_3mm ；带有絮状纤维3的长丝为20D-1000D的人造纤维或天然纤维；絮状纤维3的长度为1-1Omm ；网状多孔结构的编织锭数为4-32锭，双节距为10_25mm ；网状多孔结构的钩编针数为3-12针，钩编密度为5-20目。实施例2:带絮状增强中空纤维膜的制备方法包括如下步骤:(I)将聚偏氟乙烯树脂、 聚氯乙烯、二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇按照下列重量比混合配料，聚合物聚偏氟乙烯树脂2 ；聚合物聚氯乙烯17 ；溶剂二甲基甲酰胺70;成孔剂聚乙烯吡咯烷酮7;成孔剂聚乙二醇4;在60°C左右下进行搅拌溶解均匀制得铸膜液，将铸膜液通过中空纤维纺丝机的喷丝头进行纺丝成型，制备中空纤维膜的外径为1.7mm,内径为1.0mm。(2)将收好的连续不断的中空纤维膜丝I通过24锭的编织机，带有絮状纤维3的长丝的絮状纤维可以是直的和弯曲的，采用的带有絮状纤维3长度为0.5mm，长丝的粗度为70D，编织双节距为15mm进行编织，使带有絮状纤维3的长丝在中空纤维的表面形成管状增强体2，管状增强体2为网状多孔结构；(3)将制备好的带絮状增强中空纤维膜切割为所需要的长度，然后进行后处理，采用20%的甘油，进行浸泡4小时，然后进行晾干，从而制备出带絮状增强中空纤维膜。带絮状增强中空纤维膜进行了下述性能测定:I)使用半干法孔径测定仪测定了所得到带絮状增强中空纤维膜的平均孔径是0.1微米；2)使用拉伸机测定的带絮状增强中空纤维膜的拉伸断裂力是160N ；3)使用通量测定 仪在0.1MPa压力下测定的所述带絮状增强中空纤维膜在25°C与I大气压下的纯水通量是350L/m2.h。实施例3:带絮状增强中空纤维膜的制备方法包括如下步骤:(I)将聚偏氟乙烯树脂、聚醚砜、二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇按照下列重量比混合配料，聚合物聚偏氟乙烯树脂17 ；聚合物聚醚砜3 ；溶剂二甲基甲酰胺 69;成孔剂聚乙烯吡咯烷酮3;成孔剂聚乙二醇8;在70°C左右下进行搅拌溶解均匀制得铸膜液，将铸膜液通过中空纤维纺丝机的喷丝头进行纺丝成型，制备中空纤维膜丝I的外径为1.0mm,内径为0.5mm。(2)将收好的连续不断的中空纤维膜丝I通过4锭的编织机，采用的絮状纤维3长度为5mm，长丝的粗度为20D，编织双节距为IOmm进行编织，使带有絮状纤维3的长丝在中空纤维膜丝I的表面形成管状增强体2，管状增强体2为网状结构；所选的钩编的针数为8针，钩编密度为16目。(3)将制备好的带絮状增强中空纤维膜切割成所需要的长度，然后进行后处理，采用20%的甘油，进行浸泡4小时，然后进行晾干，从而制备出带絮状增强中空纤维膜。实施例4:带絮状增强中空纤维膜的制备方法包括如下步骤:(I)将聚偏氟乙烯树脂、聚氯乙烯、二甲基甲酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇按照下列重量比混合配料，聚合物聚偏氟乙烯树脂18 ；聚合物聚乙二醇7;溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带絮状增强中空纤维膜，包括中空纤维膜丝，其特征在于，中空纤维膜丝的外表面附有一层管状增强体，该管状增强体上带有絮状纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亦力，文剑平，关晶，李锁定，代攀，于东江，
申请(专利权)人：北京碧水源膜科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：