[发明专利]一种内压型非等径中空纤维膜的制备方法及纤维膜组件

说明书

本发明是一种内压型非等径中空纤维膜的制备方法及纤维膜组件，非等径中空纤维膜的制备方法，包括铸膜液制备；将铸膜液加入中空纤维膜纺丝机设备的料液釜中，纺丝，再经过空气浴进入凝固浴、清洗浴由液相转化为固相，通过卷绕辊进行卷绕过程，再通过椭圆绕丝辊卷绕，在纺丝卷绕时周期性改变纺丝张力，使得中空纤维膜直径沿其长度方向周期性变化；分切。非等径中空纤维膜组件，包括中空纤维膜壳体和设置在内部的非等径中空纤维膜束体。本发明可缓解膜污染不均的问题，并且对后半段膜实现高效利用，有利于缓解中空纤维膜腔内浓差极化现象，减轻膜污染，延长中空纤维膜组件的清洗周期和使用寿命。

技术领域

本发明涉及膜分离的技术领域，尤其涉及一种内压型非等径中空纤维膜的制备方法及纤维膜组件。

背景技术

近年来，膜技术作为一种新型分离技术，既能有效脱除废水色度、臭味，去除有机物，还能回收一些物质，已广泛应用于化工、生物、医药、食品、饮料、水处理等工业领域。

内压型中空纤维膜在使用过程中，由于压力损失，前半段膜污染比后半段膜污染严重，不能实现后半段膜的高效利用，且浓差极化现象严重，导致膜组件的利用率不高。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种内压型非等径中空纤维膜的制备方法及纤维膜组件。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种内压型非等径中空纤维膜的制备方法，具体步骤为：

S1、铸膜液制备

将铸膜液基质加入到聚合物溶剂中，混合均匀并过滤得到铸膜液；

S2、非等径中空纤维膜制备

将步骤S1中得到的铸膜液采用计量泵加入中空纤维膜纺丝机设备的料液釜中，在80℃条件下静置脱泡12h，之后向料液釜中通入氮气至釜中压力保持在0.4MPa，铸膜液经过空气浴进入凝固浴、清洗浴由液相转化为固相，通过卷绕辊进行卷绕过程，再通过椭圆绕丝辊卷绕，在纺丝卷绕时周期性改变纺丝张力，使得中空纤维膜直径沿其长度方向周期性变化；

S3、分切

将步骤S2生产的周期性变化的中空纤维膜按照其周期长度分切成同等长度的一端直径大、一端直径小的非等径纤维膜。

步骤S2中，椭圆绕丝辊的周长是需要加工的非等径纤维膜长度的四倍。

步骤S1中，所述铸膜液基质采用一种制模聚合物材料制备或者采用多种制模聚合物材料制备，其中制模聚合物材料为聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚间苯二甲酰间苯二胺中的一种。

步骤S1中，所述聚合物溶剂是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙三醇、CaCl₂、磷酸三乙酯中的一种溶剂或多种溶剂组成的混合物。

步骤S2中，凝固浴、清洗浴中的液体为水、酸溶液、碱溶液、有机溶液中的一种。

一种内压型非等径中空纤维膜组件，包括中空纤维膜壳体，所述中空纤维膜壳体一端设有进水口且另一端设有浓缩水出水口，所述中空纤维膜壳体的侧壁上设有若干个净水出水口，所述中空纤维膜壳体中封装有非等径中空纤维膜束体，所述非等径中空纤维膜束体由若干非等径纤维膜组成，所述非等径纤维膜采用上述的内压型非等径中空纤维膜的制备方法制备得到，所述非等径中空纤维膜束体的直径较大一端位于进水口一端且直径较小的一端位于浓缩水出水口一端。

上述内压型非等径中空纤维膜组件的制备方法，具体步骤为：