CN109499375A - 特种管式膜组件的制作方法 - Google Patents

Abstract

一种特种管式膜组件的制作方法，包括：制备特种管式膜膜管，经漂洗、甘油浸泡后，沥干封装保存；选定膜壳，根据膜壳长度裁剪所述膜管，将膜管两端塞入管膜堵头，并将膜壳置于浇铸端盖内；用环氧树脂胶黏剂对膜壳一端进行浇铸；取下浇铸端盖，进行浇铸端切割，即得特种管式膜组件；大批量制备特种管式膜组件，并应用于高浓度印染废水集成工艺中。本发明所述特种管式膜组件的制备方法简单、周期短、环氧树脂胶黏剂使用量少，缩短了印染废水的预处理时间，有效的保护了反渗透系统的使用；利用特种管式膜的筛分特性，能够有效去除印染废水中悬浮物，降低废水浊度与色度，在缩短了印染废水的预处理时间的同时也显著提高了反渗透系统进水水质。

Description

特种管式膜组件的制作方法

技术领域

本发明涉及污水处理设备制作技术领域，尤其涉及一种特种管式膜的制作方法。

背景技术

近年来，我国水资源短缺和水污染情况不断加剧，水环境面临巨大挑战，尤其是污水排放标准的日益严格，对水中污染物的去除提出了更高的要求。纺织工业是我国传统的支柱产业之一，同时纺织印染行业是工业废水的排放大户，废水量约占整个工业废水排放量的三分之一。印染废水由于具有水量大、有机物含量高、色度高、碱性强、盐度高、可生化性差、水质变化大等复杂特点，已经成为我国的环境污染源，是公认的难治理的有害废水之一。因此，为了实现印染行业的可持续发展，减少环境污染的潜在危害，印染废水深度处理和回用技术在成为亟待研究和解决的重要问题。

目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的其他杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。

随着膜产业的发展，膜分离技术成为了印染废水回用最具有可行性的技术之一。目前用于印染废水处理的膜技术主要有超滤、反渗透双膜法处理系统，在超滤处理之前印染废水依旧使用的是传统处理工艺。

中国专利公开号：CN107308828A公开了一种一体化有机复合管式膜，包括复合膜片，所述复合膜片由内层的过滤层和外层的支撑层复合而成，所述复合膜片的两端间隔处内侧设置有一号焊料，所述一号焊料与复合膜片结合面设有过滤层热熔区，所述复合膜片的两端间隔处外侧设置有二号焊料，所述二号焊料与复合膜片结合面设有支撑层热熔区，所述复合膜片卷置在杆状模具上并与三号焊料形成膜管，并且在对接处设有热熔区，所述复合膜片、一号焊料、二号焊料采用直缝型热熔方式形成膜管；由此可见，所述管式膜存在以下问题：

第一，所述管式膜中仅设有单个膜管，在处理废水时所述膜管无法快速过滤废水中的污染物，处理效率低。

第二，所述管式膜中膜管与支撑层采用焊接连接，焊接时产生的高温会对管膜的结合处造成损坏，降低所述管式膜的处理效率。

发明内容

为此，本发明提供一种特种管式膜组件的制作方法，用以克服现有技术中对印染废水处理效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种特种管式膜组件的制作方法，包括：

步骤1：按照指定的生产工艺及操作条件制备不同规格的特种管式膜膜管，膜管经漂洗、甘油槽浸泡后，将水沥干后封装保存；

步骤2：将所述步骤1中的特种管式膜膜管进行室温晾晒；

步骤3：选定膜壳，根据膜壳筒体长度裁剪所述步骤2中的膜管，并将膜壳一端置于浇铸端盖内；

步骤4：将所述步骤3中的膜管两端塞入管膜堵头，确定堵头插紧，以确保在浇铸过程中胶黏剂不渗入，并将其放入所述膜壳内，随后将膜壳另一端同样置于浇铸端盖内；

步骤5：配置环氧树脂胶黏剂，将环氧树脂胶黏剂搅拌均匀后，在室温下脱泡后，对膜壳一端进行浇铸，当所述环氧树脂胶黏剂在室温下固化后，进行另一端浇铸，操作方式相同；

步骤6：待两端环氧树脂胶黏剂固化后，取下两端的浇铸端盖，进行浇铸端切割，既得特种管式膜组件；

步骤7：大批量制备特种管式膜组件，待特种管式膜组件制备量达到膜组要求后，应用于高浓度印染废水集成工艺中。

进一步地，所述步骤1中膜管的漂洗液为纯水。

进一步地，所述步骤1中的甘油槽中甘油与水的体积比为1：1。

进一步地，所述步骤2中管式膜膜管的晾晒时间为24h。

进一步地，所述步骤3中膜壳的制造方法为：首先对膜壳筒体、三通等一系列配件进行清洗、晾干，随后根据膜壳设计进行配件打磨、粘接，待胶干后，备用。

进一步地，所述步骤3中膜管芯数根据最为接近膜壳内径的正六边形确定。

进一步地，所述步骤5中，所述环氧树脂胶黏剂的脱泡时间为30min。

进一步地，所述步骤5中，所述浇铸后环氧树脂胶黏剂的固化时间为12-24h。

进一步地，所述组件类型可按照膜管内径尺寸的不同、膜壳直径的不同进行分类。

进一步地，所述膜壳的直径为40-250cm，所述膜管内径为6mm、8mm、10mm、12mm中的一种。(如膜壳内经分别为50mm、110mm，装填内径12mm的膜管分别为7芯、37芯)。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明所述特种管式膜组件的制备方法简单、周期短、环氧树脂胶黏剂使用量少，缩短了印染废水的预处理时间，有效的保护了反渗透系统的使用。将所述特种管式膜组件应用到印染废水的深度处理系统中，利用特种管式膜的筛分特性，能够有效去除印染废水中悬浮物，降低废水浊度与色度，在缩短了印染废水的预处理时间的同时也显著提高了反渗透系统进水水质。同时也显著提高了反渗透系统进水水质，有效的提高了反渗透系统的使用寿命，且所述特种管式膜组件处理后的印染废水也能够通过反渗透深度处理系统实现回用。

进一步地，所述膜管两端设有管膜堵头，这样，在浇铸过程中，胶黏剂无法渗入膜管内部，进一步提高了所述管式膜组件对印染废水的处理效率。

进一步地，所述膜管晾晒时间为24h，这样，所述膜管在晾晒后能够达到指定的强度，并能够将印染废水浓度降低至排放标准，进一步提高了所述管式膜组件对印染废水的处理效率。

进一步地，所述膜壳在制造前对各零件打磨和粘结处理前进行清洗，这样，在粘结处不会有颗粒和气体混在粘结胶中，使膜壳具有指定的强度，进一步提高了所述管式膜组件对印染废水的处理效率。

进一步地，所述膜管芯数根据最为接近膜壳内径的正六边形确定，这样，在所述膜壳尺寸固定的情况下，能够在其内部装载最大数量的膜管，以此对印染废水进行最大程度的处理，进一步提高了所述管式膜组件对印染废水的处理效率。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

步骤A：膜管的制备与膜壳的准备

(A1)：配置聚偏氟乙烯或聚醚砜特种管式膜铸膜液，其中所述聚偏氟乙烯铸膜液按质量分数包括：聚偏二氟乙烯20％，N,N-二甲基乙酰胺溶剂75％，致孔剂5％；所述聚醚砜铸膜液按质量分数包括：聚醚砜25％，N,N-二甲基乙酰胺溶剂70％，致孔剂5％。待铸膜液溶解完全后，真空脱泡至铸膜液均匀且无气泡后，备用。

(A2)使用特种管式膜卷膜-涂覆一体机对管式膜进行卷膜、涂覆生产(选择卷管尺寸为12mm)，待管式膜卷膜、涂覆达到一定长度后，剪取涂敷好的膜管，首先匀速放入竖直凝胶槽中；将膜管内的纯水进行6次置换后，将膜管取出，放入漂洗槽中，浸泡36h；漂洗结束后，将膜管取出，浸泡在一定比例的甘油-水混合溶液中36h；浸泡结束后，取出沥干水分，既得特种管式膜组件需要的膜。特种管式膜膜管的表征结果如下表1所示：

表1特种管式膜膜管性能

(测试压力0.2MPa，测试温度25℃，截留基准物10万分子量聚乙二醇)

由表1可以看出，采用此特种管式膜组件的制备方法，所制备的特种管式膜具有良好的性能指标，聚偏氟乙烯涂覆的膜管的纯水通量在1853～1907L/㎡/h范围内，对10万分子量的聚乙二醇截留率可达78％以上；聚醚砜涂覆的膜管的纯水通量在989～1043L/㎡/h范围内，对20000分子量的聚乙二醇截留率可达90％以上，说明使用着两种材质的铸膜液均可生产出性能优异的特种管式膜。

(A3)：选定膜壳，膜壳主要由筒体、三通等UPVC管件构成。首先选择承压能力在0.3MPa以上的直径为50mm的UPVC管材作为膜壳的筒体，切割适宜长度的管材两段L1、L2，L1段长度约为280cm，L2段长度为15cm，将2段UPVC管材两端、三通的3个接口内部使用砂纸进行打磨，打磨后使用无纺布将粉末擦拭干净，在打磨位置均匀涂抹上PVC快干胶，两段管材分别置于三通的直通两端，迅速将两段管材与三通进行粘接，待PVC胶干后，这可形成包括筒体、进出水口、浓水口的膜壳，备用。

步骤B：组件的制备

(B1)：使用卷尺精确量取膜壳的有效长度L，以(L-2)cm的长度裁剪膜管，膜管芯数7芯，将膜壳一端置于浇铸端盖内；将裁剪好的膜管两端紧紧塞入管膜堵头，确定堵头插紧，以确保在浇铸过程中胶黏剂不渗入，放入的膜壳内，随后将膜壳另一端同样置于浇铸端盖内；配置环氧树脂胶黏剂，将环氧树脂胶黏剂搅拌均匀后，在室温下脱泡30min，对膜壳一端进行浇铸，室温下固化24h后，进行另一端浇铸，操作方式相同；待两端环氧树脂胶黏剂完全固化后，取下两端的浇铸端盖，进行浇铸端切割，既得7芯特种管式膜组件。特种管式膜组件的表征与测试结果如下表2所示：

表2特种管式膜组件性能(测试压力0.2MPa，测试温度25℃)

由表2可以看出，采用上文中所述方法制备的特种管式膜组件，具有优异的水通量及浊度去除效果，聚偏氟乙烯涂覆的膜管的纯水通量在1208～1223L/㎡/h范围内，聚醚砜涂覆的膜管的纯水通量在748～786L/㎡/h范围内，这两种材质的膜管对于废水的悬浮物去除率均在80％以上，废水浊度去除率均在95％以上，COD去除率均在76％以上。

(B2)：验证特种管式膜组件的应用效果后，将建立特种管式膜组应用于高浓度印染废水集成工艺，接入多介质过滤器后段代替中空纤维膜组，其运行数据如下表3所示：

表3特种管式膜-反渗透进水、产水水质

由表3可以看出，采用上文中所述方法制备的特种管式膜组，具有优异的浊度、悬浮物、COD去除效果，这两种材质的膜管对于废水的悬浮物去除率均在86％以上，废水浊度去除率均在97％以上，COD去除率均在82％以上,；特种管式膜组接入高浓度印染废水集成工艺中后，反渗透出水水质可达到排放标准，且可返回上游企业回用。

实施例2

步骤A：膜管的制备与膜壳的准备

(A1)：配置聚偏氟乙烯或聚醚砜特种管式膜铸膜液，其中所述聚偏氟乙烯铸膜液按质量分数包括：聚偏二氟乙烯18.5％，N,N-二甲基乙酰胺溶剂76.5％，致孔剂5％；所述聚醚砜铸膜液按照质量分数包括：聚醚砜22.5％，N,N-二甲基乙酰胺溶剂72.5％，致孔剂5％。待铸膜液溶解完全后，真空脱泡至铸膜液均匀且无气泡后，备用。

(A2)：使用特种管式膜卷膜-涂覆一体机进行管式膜卷膜、涂覆生产(选择卷管尺寸为10mm)，待管式膜卷膜、涂覆达到一定长度后，剪取涂敷好的膜管，首先匀速放入竖直凝胶槽中；将膜管内的纯水进行6次置换后，将膜管取出，放入漂洗槽中，浸泡36h；漂洗结束后，将膜管取出，浸泡在一定比例的甘油-水混合溶液中36h；浸泡结束后，取出沥干水分，既得特种管式膜组件需要的膜。特种管式膜膜管的表征结果如下表4：

表4特种管式膜膜管性能

(测试压力0.2MPa,测试温度25℃，截留基准物100000分子量聚乙二醇)

由表4可以看出，采用此特种管式膜的制备方法，所制备的特种管式膜具有良好的性能指标，聚偏氟乙烯涂覆的膜管的纯水通量在2458～2489L/㎡/h范围内，对100000分子量的聚乙二醇截留率可达68％以上；聚醚砜涂覆的膜管的纯水通量在1462～1486L/㎡/h范围内，对100000分子量的聚乙二醇截留率可达80％以上，说明使用着两种材质的铸膜液均可生产出性能优异的特种管式膜。

(A3)：选定膜壳，膜壳主要由筒体、三通等UPVC管件构成。首先选择承压能力在0.3MPa以上的直径为110mm的UPVC管材作为膜壳的筒体，切割适宜长度的管材两段L1、L2，L1段长度约为280cm，L2段长度为15cm，将2段UOVC管材两端、三通的3个接口内部使用砂纸进行打磨，打磨后使用无纺布将粉末擦拭干净，在打磨位置均匀涂抹上PVC快干胶，两段管材分别置于三通的直通两端，迅速将两段管材与三通进行粘接，待PVC胶干后，这可形成包括筒体、进出水口、浓水口的膜壳，备用。

步骤B：组件的制备

(B1)：使用卷尺精确量取膜壳的有效长度L，以(L-2)cm的长度裁剪膜管，膜管芯数37芯，将膜壳一端置于浇铸端盖内；将裁剪好的膜管两端紧紧塞入管膜堵头，确定堵头插紧，以确保在浇铸过程中胶黏剂不渗入，放入的膜壳内，随后将膜壳另一端同样置于浇铸端盖内；配置环氧树脂胶黏剂，将环氧树脂胶黏剂搅拌均匀后，在室温下脱泡30min，对膜壳一端进行浇铸，室温下固化24h后，进行另一端浇铸，操作方式相同；待两端环氧树脂胶黏剂完全固化后，取下两端的浇铸端盖，进行浇铸端切割，既得7芯特种管式膜组件。特种管式膜组件的表征与测试结果如下表5所示：

表5特种管式膜组件性能(测试压力0.2MPa，测试温度25℃)

由表5可以看出，采用上文中所述方法制备的特种管式膜，具有优异的水通量及浊度去除效果，聚偏氟乙烯涂覆的膜管的纯水通量在1948～1964L/㎡/h范围内，聚醚砜涂覆的膜管的纯水通量在1028～1045L/㎡/h范围内，这两种材质的膜管对于废水的悬浮物去除率均在74％以上，废水浊度去除率均在92％以上，COD去除率均在61％以上。

(B2)：验证特种管式膜组件的应用效果后，将建立特种管式膜组应用于高浓度印染废水集成工艺，接入多介质过滤器后段代替中空纤维膜组，其运行数据如下表6所示：

表6特种管式膜-反渗透进水、产水水质

由表6可以看出，采用上文中所述方法制备的特种管式膜组，具有优异的浊度、悬浮物、COD去除效果，这两种材质的膜管对于废水的悬浮物去除率均在82％以上，废水浊度去除率均在95％以上，COD去除率均在79％以上,；特种管式膜组接入高浓度印染废水集成工艺中后，反渗透出水水质可达到排放标准，且可返回上游企业回用。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种特种管式膜组件的制作方法，其特征在于，包括：

步骤1：按照指定的生产工艺及操作条件制备不同规格的特种管式膜膜管，膜管经漂洗、甘油槽浸泡后，将水沥干后封装保存；

步骤2：将所述步骤1中的特种管式膜膜管进行室温晾晒；

步骤3：选定膜壳，根据膜壳筒体长度裁剪所述步骤2中的膜管，并将膜壳一端置于浇铸端盖内；

步骤4：将所述步骤3中的膜管两端塞入管膜堵头，确定堵头插紧，以确保在浇铸过程中胶黏剂不渗入，并将其放入所述膜壳内，随后将膜壳另一端同样置于浇铸端盖内；

步骤5：配置环氧树脂胶黏剂，将环氧树脂胶黏剂搅拌均匀后，在室温下脱泡后，对膜壳一端进行浇铸，当所述环氧树脂胶黏剂在室温下固化后，进行另一端浇铸，操作方式相同；

步骤6：待两端环氧树脂胶黏剂固化后，取下两端的浇铸端盖，进行浇铸端切割，既得特种管式膜组件；

步骤7：大批量制备特种管式膜组件，待特种管式膜组件制备量达到膜组要求后，应用于高浓度印染废水集成工艺中。

2.根据权利要求1所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于：所述步骤1中膜管的漂洗液为纯水。

3.根据权利要求1所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于：所述步骤1中的甘油槽中甘油与水的体积比为1：1。

4.根据权利要求1所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于：所述步骤2中管式膜膜管的晾晒时间为24h。

5.根据权利要求1所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于：所述步骤3中膜壳的制造方法为：首先对膜壳筒体、三通等一系列配件进行清洗、晾干，随后根据膜壳设计进行配件打磨、粘接，待胶干后，备用。

6.根据权利要求1所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于：所述步骤3中膜管芯数根据最为接近膜壳内径的正六边形确定。

7.根据权利要求1所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于：所述步骤5中，所述环氧树脂胶黏剂的脱泡时间为30min。

8.根据权利要求1所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于：所述步骤5中，所述浇铸后环氧树脂胶黏剂的固化时间为12-24h。

9.根据权利要求1-9任一权利要求所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于，所述组件类型可按照膜管内径尺寸的不同、膜壳直径的不同进行分类。

10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的管式膜组件的制作方法，其特征在于，所述膜壳的直径为40-250cm，所述膜管内径为6mm、8mm、10mm、12mm中的一种。