CN107398183B - 一种帘式中空纤维膜的封胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种帘式中空纤维膜的封胶方法，属于水处理领域。所述封胶方法包括步骤：将中空纤维膜束一端紧固；采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的一端进行浸泡，取出，待其固化；将固化后的中空纤维膜束的一端对应插入MBR集水管中，并将两者粘合固定；制作中空纤维膜的另一端。所述方法包括步骤：将中空纤维膜束两端紧固；采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的两端进行浸泡，取出，待其固化；将固化后的中空纤维膜束的两端各对应插入MBR集水管中，并将两者粘合固定。本发明的膜丝末端无需伸入集水管，膜丝利用率高；无需切割产水端，不产生固废；封装物质能溶于水，待中空纤维帘式膜制作完成后只需用水溶出，溶出的封装物质能回收再利用。

Description

一种帘式中空纤维膜的封胶方法

技术领域

本发明涉及一种帘式中空纤维膜的封胶方法，属于水处理领域。

背景技术

膜分离是在20世纪初出现，20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域。

膜-生物反应器(MBR)为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统，它以超滤或微滤膜组件替代传统活性污泥法中的沉淀池实现泥水分离。本专利中涉及到的中空纤维帘式膜组件是膜-生物反应器(MBR)的核心组成部分，膜组件的性能和制作成本直接影响了MBR的投资和运行成本以及使用寿命。

目前帘式中空纤维膜的传统制作工艺一般是先对一定数量的中空纤维膜捋顺固定，切齐下端膜丝后进行首次灌封注胶，灌封完成后进行切割，切出中空纤维膜下端出水口，然后将首次灌封好的中空纤维膜产水端与MBR集水管进行二次灌封注胶组合。

传统的制作方法带来的问题主要有：1.膜丝利用率低，固废多，对环境造成污染。首先中空纤维膜丝的长度不一致需要切齐，而且在首次封胶完成后需要切割出水口，在切割中空纤维膜的同时还需要切割灌封胶，浪费了灌封胶的同时产生了固废，且此固废处理难度大，成本高，焚烧等处理方法也对环境造成污染；2.灌胶封装过程操作精度要求较高。首次灌封好的中空纤维膜产水端需要与MBR集水管进行二次组合，尺寸稍有偏差就会出现封装不合格，影响产品质量；3.操作过程复杂，制作周期长，占用空间大。两次封装过程需要时间久，且制作和转运过程需要足够的空间。

因此，针对上述问题，本发明就提供一种新的中空纤维膜的封胶方法，即需要一种浇注方式简单，一次浇注即可完成的制作工艺。

发明内容

本发明的目的是提供一种帘式中空纤维膜的封装方法，以解决现有技术中膜丝利用率低，灌胶封装过程操作精度要求较高，操作过程复杂的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种帘式中空纤维膜的封胶方法，其特征在于，所述方法包括步骤：将中空纤维膜束一端紧固；采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的一端进行浸泡，取出，待其固化；将固化后的中空纤维膜束的一端对应插入MBR集水管中，并将两者粘合固定；制作中空纤维膜的另一端。

进一步地，将紧固后的中空纤维膜束均匀排布在均布板上。

进一步地，所述MBR集水管内有凸起。

进一步地，所述步骤还包括封胶完成后将水注入MBR集水管中。

进一步地，所述封堵物质选自糖、糯米胶或明胶水溶液中的一种或几种。

进一步地，采用封堵物质浸泡的时间为1-5min。

进一步地，固化时间为大于5-10min。

进一步地，采用密封胶进行粘合固定。

进一步地，所述密封胶为聚氨酯胶或环氧胶。

本发明的目的是通过以下另一种技术方案实现的：一种帘式中空纤维膜的封胶方法，所述方法包括步骤：将中空纤维膜束两端紧固；采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的两端进行浸泡，取出，待其固化；将固化后的中空纤维膜束的两端各对应插入一个MBR集水管中，并将中空纤维膜束与MBR集水管粘合固定。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

膜丝末端无需伸入集水管，膜丝利用率高；

无需切割产水端，不产生固废；

封装物质能溶于水，待中空纤维帘式膜制作完成后只需用水溶出，溶出的封装物质能回收再利用；

此方法简化了制作过程，工艺简单，制作周期明显缩短，在减少成本的同时提高了生产效率和产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的均布板的示意图；

图2为本发明的带有中空纤维膜的均布板的示意图；

图3为本发明的中空纤维膜封装结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

中空纤维膜(hollow fiber membrane)外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。中空纤维膜是分离膜的一种重要形式。在单位体积膜组件中，中空纤维膜的有效膜面积最大，过滤分离效率高，容易清洗，结构简单，操作方便，在生产过程不产生二次污染，因而应用广泛。中空纤维膜是膜过滤的最主要形式之一，膜呈毛细管状，微孔位于管壁上，溶液就是以其组份能否通过这些微孔来达到分离的目的。决定膜的分离效果的是膜的物理结构，孔的形状和大小。

图1为本发明的均布板的示意图；如图1所示，带有孔的均布板用于均匀分配中空纤维膜束；所述均布板中的孔可以是圆形，方形或其它形状，孔的大小可以根据中空纤维膜束的根数而改变；均布板的厚度可以根据MBR集水管高度调整；均布板可以单独制作也可以集成在MBR集水管中。

图2为本发明的带有中空纤维膜的均布板的示意图；如图2所示，长度一致末端平齐的中空纤维膜束垂直插入均布板中。

图3为本发明的中空纤维膜封装结构的示意图。如图3所示，本发明的帘式中空纤维膜封装装置包括插有中空纤维膜束1的均布板4，中空的MBR集水管2，所述MBR集水管内有一圈凸起的封装台阶5；所述插有中空纤维膜束的均布板位于封装台阶上，密封胶3注入MBR集水管与中空纤维膜束之间的空间中；其中，中空纤维膜束需预先集束定长，出水孔需要封堵物质封装。

本发明的一种帘式中空纤维膜的封装方法包括以下步骤：

i.利用专业设备准备长度一致末端平齐的中空纤维膜丝，可以通过扎带或皮筋成束，亦可以利用密封胶粘结成束；中空纤维膜丝可以是圆束、方形、片状或其它有规则的形状；

ii.将中空纤维膜束插入如图1所示的均布板的孔中，完成后如图2所示；

iii.将如图2所示的装有中空纤维膜束的均布板的底端，即中空纤维膜束的出水孔，浸入封装物质中，浸入时间为1-5min，之后取出等待其降温固化，固化时间为5-10min；所述封装物质在40℃以上为液态，常温时为固态且溶于水；封装物质选自糖、糯米胶或明胶溶液中的一种或几种；

iv.将固化密封好装有中空纤维膜束的均布板插入MBR集水管中，由于所述MBR集水管内有一圈凸起的封装台阶，因此均布板不会插入MBR集水管的底端；

v.将密封胶注入MBR集水管与中空纤维膜束之间的空间中，一次完成灌封注胶工艺，制作完成后如图3所示；所述密封胶为聚氨酯胶或环氧胶；

vi.静置待密封胶完全硬化，重复以上工序，对中空纤维膜束的另一端进行灌封注胶；帘式中空纤维膜的封装过程可以单端分步进行制作，也可以两端同时进行；

vii.在MBR集水管灌满水，水与中空纤维膜底端封装物质充分接触，待封装物质溶解后将水排出，封装物质可回收提纯重复利用；溶解完成后出现中空纤维膜的出水口，直接与MBR集水管的产水流道6相连。

本发明的另一种帘式中空纤维膜的封胶方法包括步骤：

利用专业设备准备长度一致两端平齐的中空纤维膜丝，可以通过扎带或皮筋成束，亦可以利用密封胶粘结成束；中空纤维膜丝可以是圆束、方形、片状或其它有规则的形状；

将中空纤维膜束两端紧固，分别插入均布板的孔中；

采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的两端进行浸泡，浸泡时间为1-5min，取出，待其固化，固化时间为大于5min，优选为X；所述封装物质在40℃以上为液态，常温时为固态且溶于水；封装物质选自糖、糯米胶或明胶中的一种或几种；

将固化后的中空纤维膜束的两端各对应插入一个MBR集水管中，由于所述MBR集水管内有一圈凸起的封装台阶，因此均布板不会插入MBR集水管的底端；

并将中空纤维膜束与MBR集水管粘合固定；将密封胶注入MBR集水管与中空纤维膜束之间的空间中，一次完成灌封注胶工艺，所述密封胶为聚氨酯胶或环氧胶；静置待密封胶完全硬化。

本发明与原工艺相比，中空纤维膜束出水口无需伸入到MBR集水管，明显提高了中空纤维膜的利用率；封堵物质需求量少，只需覆盖中空纤维膜出水口位置，无需填满整个集水管，且封堵物质可以用水溶出，回收再利用，节约了原材料成本，无多余的能源浪费；此外，选择的封堵物质对环境要求低，只需加热到一定温度便可融化为液态；无需切割产水端，不产生固废；此方法简化了制作过程，工艺简单，制作周期明显缩短，在减少成本的同时提高了生产效率和产品质量。

所述封装物质选自糖、糯米胶或明胶溶液中的一种或几种。糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(Aldehyde)或酮类(Ketone)化合物，在水解后能变成以上两者之一的有机化合物。在化学上，由于其由碳、氢、氧元素构成，在化学式的表现上类似于"碳"与"水"聚合，故又称之为碳水化合物。

糯米胶是用纯天然糯米及糯玉米为原料，经过嘉力丰式糯米净化、研磨、干燥等十二道工序而形成的环保胶黏剂。适用范围广，粘性长。湿胶以其生产原料区分，可分为糯米胶和植物淀粉胶两种。糯米胶融合了日本尖端化工研究所技术成果，是以纯天然食用淀粉和高性能植物材料、采用日系胶粘行业领先配方和技术生产而成，它同时还是一种使用方便的纯天然植物粘合剂，开胶时只需加水搅拌均匀即可使用，无需另外添加增粘胶浆。在粘贴厚重墙纸时更显优越性能。

明胶没有固定的结构和相对分子量，由动物皮肤、骨、肌膜、肌魅等结缔组织中的胶原部分降解而成为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒；是一种无色无味，无挥发性、透明坚硬的非晶体物质，可溶于热水，不溶于冷水，但可以缓慢吸水膨胀软化，明胶可吸收相当于重量5-10倍的水。明胶是是非常重要的天然生物高分子材料之一，已被广泛应用于食品、医药及化工产业。

所述密封胶为聚氨酯胶或环氧胶；聚氨酯胶是指分子链中含有氨基甲酸酯集团(-NHCOO-)和/或异氰酸酯基(-NCO)的剂。它具有优异的性能，且应用领域广泛。，聚氨酯胶由于含有强极性的异氰酸酯和氨基甲酸酯基，具有很高的反应性，能够室温固化，因而对金属、橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、木材、织物、皮革等多种材料都有优良的胶粘性能。聚氨酯胶工艺简便，室温和加热均能固化，不同材料胶粘时热应力影响小，在各个领域都有广泛的应用。

环氧胶一般是指以环氧树脂为主体所制得的胶粘剂，环氧胶的形式多样，各种树脂、固化剂、改性剂体系几乎可以适应各种应用对形式提出的要求，其范围可以从极低的粘度到高熔点固体。环氧胶固化方便，粘附力强，收缩性低；具有化学稳定性，尺寸稳定性和耐霉菌。

实施例

一种帘式中空纤维膜封装方法按照以下步骤进行：(1)按公知方法将中空纤维膜丝切割成长度一致，用扎带束紧两端；(2)将中空纤维膜束插入均布板的孔中；将装有中空纤维膜束的均布板浸入明胶溶液中，即浸没中空纤维膜束的出水孔，采用明胶溶液浸没出水孔的时间为5min，之后固化30min；(3)将装有中空纤维膜束的均布板伸入MBR集水管的凸起的台阶上；(4)在MBR集水管与中空纤维膜束之间加入X(重量)聚氨酯胶；(5)静置X小时待胶水完全硬化，180°旋转，重复工序(1)(2)(3)(4)，对中空纤维膜丝的另一端进行封装。等胶水完全硬化，即本发明的实施过程完成。

实施例

中空纤维膜束的总高度为2000mm，中空纤维膜有效长度为1840mm，膜丝外径2.0mm，中空纤维膜束两端的封胶层由聚氨酯胶固化形成。中空纤维膜由3个均布板连接形成，每个均布板有20束膜丝，每束膜丝为50根。本实施例中的膜元件有效膜面积为3×20×50×1.84×3.14×0.002＝34.67m²。中空纤维膜束的两端均设有集水管，集水管长度为1250mm，宽度为30mm，高度为80mm。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种帘式中空纤维膜的封胶方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

将中空纤维膜束一端紧固；

将紧固后的中空纤维膜束均匀排布在均布板上；

采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的一端进行浸泡，取出，待其固化；

将固化后的中空纤维膜束的一端对应插入MBR集水管中，所述MBR集水管内有凸起；

将密封胶注入MBR集水管与中空纤维膜束之间的空间中，所述密封胶为聚氨酯胶或环氧胶；

封胶完成后将水注入MBR集水管中；

制作中空纤维膜的另一端；

其中，封堵物质选自糖、糯米胶或明胶水溶液中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的帘式中空纤维膜的封胶方法，其特征在于，采用封堵物质浸泡的时间为1-5min。

3.根据权利要求1所述的帘式中空纤维膜的封胶方法，其特征在于，固化时间为5-10min。

4.一种帘式中空纤维膜的封胶方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

将中空纤维膜束两端紧固，分别插入均布板的孔中；

采用封堵物质对应中空纤维膜束紧固的两端进行浸泡，取出，待其固化；

将固化后的中空纤维膜束的两端各对应插入一个MBR集水管中，并将中空纤维膜束与MBR集水管粘合固定，将密封胶注入MBR集水管与中空纤维膜束之间的空间中，所述密封胶为聚氨酯胶或环氧胶，所述MBR集水管内有一圈凸起的封装台阶；

其中，封堵物质选自糖、糯米胶或明胶水溶液中的一种或几种。

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