[实用新型]内支撑毛细管过滤膜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有内支撑毛细管过滤膜。所述过滤膜包括纳滤膜、超滤膜、微滤膜；内支撑是指在毛细管膜的内部形成的支撑结构，支撑材料和成膜材料是同种材料。内支撑毛细管过滤膜机械强度高，适用于各类压力式膜过滤和浸没式膜过滤，特别适用于膜生物反应器。

背景技术

已知技术中通常通过内压、外压式或浸没式毛细管膜实现膜过滤过程。但是简单的毛细管膜通常由于机械强度不足而出现断丝、压扁、或破损问题。外压式或浸没式膜过滤在这些毛细管膜与大量污泥接触时，通常需要在空气的冲击下使毛细管膜抖动，以减低毛细管外表面污染问题。这种运行方式使毛细管折断和破损等问题更为严重。已知技术中有用细丝编织网状物支撑分离膜的加强毛细管膜制备方法。这一方法除制造工艺复杂的缺点外，还由于支撑材料与成膜材料物理和化学性质的差异，使得支撑材料与成膜材料出现分离而引起膜破损。因此，已知技术中缺乏一种用成膜材料本身内支撑的毛细管膜，特别是用于膜生物反应器的高强度毛细管膜。

实用新型内容

本实用新型要解决毛细管膜强度较低的技术问题，提供一种具有内支撑结构的高强度毛细管膜。

本实用新型提供的内支撑毛细管膜是一种用与成膜材料同样材料形成内部支撑结构的毛细管纳滤膜、微滤膜或超滤膜。通过内部的支撑结构可以增强毛细管膜的拉伸强度，也可以减低毛细管被压扁的可能。

本实用新型提供的内支撑毛细管膜适用于各类压力式膜过滤和浸没式膜过滤，特别适用于膜生物反应器。

附图说明

图1、图2、图3和图4分别是四种本实用新型内支撑外压式毛细管过滤膜面示意图。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型的毛细管膜由外致密层(1)，内通道(2)，支撑结构(3)和内致密层(4)四部分组成。其中外致密层(1)和内致密层(4)分别是一很薄的较为致密的柱型结构；多个内通道(2)是位于毛细管内部与毛细管等长的通道，在外压运行时用于收集透过分离层的液体，并使之从毛细管的端面流出；在内压运行时用于被过滤液的流通；支撑结构(3)是在毛细管内部外致密层(1)和内致密层(4)之间的固体结构，支撑结构比外致密层(1)和内致密层(4)疏松，可以更自由地透过液体。

本实用新型内支撑毛细管过滤膜的外致密层(1)、内致密层(4)和支撑结构(3)是同样的高分子材料，整体毛细管膜一次性成型制成。

本实用新型内支撑毛细管过滤膜内通道(2)的截面可以是任何形状，如图1所示的圆形和图2所示近似扇形。

本实用新型内支撑毛细管过滤膜的外致密层(1)的截面可以是如图1-2和图4所示的圆形或如图3所示呈花瓣形。图3所示的花瓣形的膜面积较高。

本实用新型内支撑毛细管过滤膜以内压式运行时内通道的内致密层(4)更适合作为分离层，而上述外致密层(1)的致密度可以被减低以减低液体流动阻力；内致密层(4)的致密度决定了该膜的过滤精度。本实用新型内支撑毛细管过滤膜以外压或浸没式运行时上述外致密层(1)更适合作为分离层，内致密层(4)的致密度可以被减低以减低液体流动阻力；外致密层(1)的致密度决定了该膜的过滤精度。

一般地说，只要内通道(2)的数值大于等于2，内通道之间的固体结构就可以起到对毛细管外壁支撑的作用。但是为了使这种支撑作用在多个方向上有效，内通道的数目应大于等于3。内通道的数目应小于等于10，因为过多数量的内通道会使这种毛细管膜的内通道直径过小，给液体在其中的流动带来阻力。在内通道过多时如果增加整个膜管的粗细会明显减小单位体积内膜管外表面的总面积。图1-4所示的内通道的数量分别为4个、5个和7个。多个内通道均匀地分布在毛细管内部，如图1-2所示分布在截面周围，又如图3-4所示分布在截面周围和中心。综合考虑内通道数量和单位体积内膜管外表面的总面积因素，内通道的平均直径在0.3-1.5mm之间，整个膜管的平均外经在2.5-5.5mm之间。