CN110064310A - 一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，所述的生产工艺包括以下步骤，(1)将铸膜液加入到搅拌罐中，搅拌溶解后转移到脱泡罐中；(2)在脱泡罐中静置脱泡，得到均质铸膜液；(3)将脱泡后的均质铸膜液在氮气压力下从脱泡罐挤入到喷丝头中，预处理后的编织管从喷丝头中心通过，在编织管的携带及氮气压力的共同作用下，铸膜液与编织管从喷丝头共挤出，铸膜液均匀涂覆在纤维编织管外表面；(4)涂覆有铸膜液的纤维编织管进入到盛有水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在水中浸泡，最终得到聚偏氟乙烯纤维管增强型中空纤维复合生物膜。
Description
技术领域
本申请涉及一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺。
背景技术
在当今河道污染日益严重的情况下，膜分离技术的研究与应用得到了高度重视。随着膜分离技术应用领域不断扩大，对膜材料性能的要求也越来越高，传统溶液纺丝(即溶液相转化)法所得中空纤维膜的性能已不能适应膜分离技术应用发展的需要，尤其膜的拉伸强度较低，不能满足河道生态治理过程中对膜力学性能的要求，如受长时间水流的冲击、压迫作用致使断丝等现象在使用过程中经常发生。因此如何提升中空纤维膜强度成为了国内外研究重点。当前国内外常见中空纤维膜类别主要有均质中空纤维膜、长纤维增强型中空纤维膜及纤维管增强型中空纤维膜。均质中空纤维膜的强度较低，导致其在使用过程中不能经受过高的压力。长纤维增强型中空纤维膜则是在均质中空纤维膜中引入单根纤维作为增强体而制成，但其不能兼顾爆破强度和拉伸强度。因此，目前这两种纤维膜的应用均受到限制。纤维管增强型中空纤维膜则是将铸膜液涂覆在纤维管外表面并由纤维管作为支撑体而制成，虽然能在保证纤维膜的分离性能的同时最大化地提增强型中空纤维膜高纤维膜的强度，但其制备工艺复杂、操作困难，目前尚不成熟，还有许多问题亟待解决。此外，目前国内外市场用于黑臭河道治理的中空纤维膜产品只是单纯的充氧，不存在生物聚集作用，无法形成稳定的生态系统，不能从根本上解决黑臭问题。因此未来的发展趋势是将气体分离膜技术与生物膜法水处理技术相结合，通过高强度的中空纤维复合生物膜彻底解决黑臭问题。
发明内容
本申请要解决的技术问题是提供一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺。
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，所述的生产工艺包括以下步骤，
(1)将铸膜液加入到搅拌罐中，搅拌溶解后转移到脱泡罐中；
(2)在脱泡罐中静置脱泡，得到均质铸膜液；
(3)将脱泡后的均质铸膜液在氮气压力下从脱泡罐挤入到喷丝头中，预处理后的编织管从喷丝头中心通过，在编织管的携带及氮气压力的共同作用下，铸膜液与编织管从喷丝头共挤出，铸膜液均匀涂覆在纤维编织管外表面；
(4)涂覆有铸膜液的纤维编织管进入到盛有水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在水中浸泡，最终得到聚偏氟乙烯纤维管增强型中空纤维复合生物膜。
优选地，所述的步骤还包括：纤维编织管的预处理，所述的预处理包括，将纤维编织管浸没于氢氧化钠水溶液中，去除编织管上的油渍污物；用去离子水清洗编织管表面残留的氢氧化钠，将编织管烘干。
优选地，步骤(1)中，搅拌温度为35℃～45℃，搅拌溶解时间为10～14h。
优选地，步骤(1)中，搅拌温度为40℃，搅拌溶解时间为12h。
优选地，步骤(2)具体为，脱泡罐中，温度为35℃～45℃下，静置脱泡2～5h。
优选地，温度为40℃下，静置脱泡3h。
优选地，步骤(4)具体为，纤维编织管进入到盛有30～40℃自来水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在自来水中浸泡40～50h。
优选地，步骤(4)具体为，纤维编织管进入到盛有35℃自来水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在自来水中浸泡48h。
本申请的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，实现了无泡增氧，极大地增强了河道增氧效率，大幅度地降低能耗。此外通过优化改善膜本身的生物相容性，依靠中空纤维膜比表面积较大这一特性优势，使其在膜表面营造了相对稳定的微环境，为水体中微生物的附着生长，提供了优越的场所，从而促进了水体微生物的快速聚集和大量繁殖，通过微生物的作用，使河道水质得到净化和改善。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施，但所举实施例不作为对本申请的限定。
本申请提供了一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，所述的生产工艺包括以下步骤，
(1)将铸膜液加入到搅拌罐中，搅拌溶解后转移到脱泡罐中，优选地，搅拌温度为35℃～45℃，搅拌溶解时间为10～14h，进一步地，搅拌温度为40℃，搅拌溶解时间为12h。
(2)在脱泡罐中静置脱泡，得到均质铸膜液，优选地，脱泡罐中，温度为35℃～45℃下，静置脱泡2～5h，进一步地，温度为40℃下，静置脱泡3h。
(3)将脱泡后的均质铸膜液在氮气压力下从脱泡罐挤入到喷丝头中，预处理后的编织管从喷丝头中心通过，在编织管的携带及氮气压力的共同作用下，铸膜液与编织管从喷丝头共挤出，铸膜液均匀涂覆在纤维编织管外表面；
(4)涂覆有铸膜液的纤维编织管进入到盛有水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在水中浸泡，最终得到聚偏氟乙烯纤维管增强型中空纤维复合生物膜，纤维编织管进入到盛有30～40℃自来水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在自来水中浸泡40～50h，进一步地，纤维编织管进入到盛有35℃自来水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在自来水中浸泡48h。
纤维编织管的预处理，所述的预处理包括，将纤维编织管浸没于氢氧化钠水溶液中，去除编织管上的油渍污物；用去离子水清洗编织管表面残留的氢氧化钠，将编织管烘干。
本申请的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，实现了无泡增氧，极大地增强了河道增氧效率，大幅度地降低能耗。此外通过优化改善膜本身的生物相容性，依靠中空纤维膜比表面积较大这一特性优势，使其在膜表面营造了相对稳定的微环境，为水体中微生物的附着生长，提供了优越的场所，从而促进了水体微生物的快速聚集和大量繁殖，通过微生物的作用，使河道水质得到净化和改善。
以上所述实施例仅是为充分说明本申请而所举的较佳的实施例，本申请的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本申请基础上所作的等同替代或变换，均在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围以权利要求书为准。
Claims (8)
1.一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，所述的生产工艺包括以下步骤，
(1)将铸膜液加入到搅拌罐中，搅拌溶解后转移到脱泡罐中；
(2)在脱泡罐中静置脱泡，得到均质铸膜液；
(3)将脱泡后的均质铸膜液在氮气压力下从脱泡罐挤入到喷丝头中，预处理后的编织管从喷丝头中心通过，在编织管的携带及氮气压力的共同作用下，铸膜液与编织管从喷丝头共挤出，铸膜液均匀涂覆在纤维编织管外表面；
(4)涂覆有铸膜液的纤维编织管进入到盛有水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在水中浸泡，最终得到聚偏氟乙烯纤维管增强型中空纤维复合生物膜。
2.如权利要求1所述的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，所述的步骤还包括：纤维编织管的预处理，所述的预处理包括，将纤维编织管浸没于氢氧化钠水溶液中，去除编织管上的油渍污物；用去离子水清洗编织管表面残留的氢氧化钠，将编织管烘干。
3.如权利要求1所述的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，步骤(1)中，搅拌温度为35℃～45℃，搅拌溶解时间为10～14h。
4.如权利要求3所述的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，步骤(1)中，搅拌温度为40℃，搅拌溶解时间为12h。
5.如权利要求1所述的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，步骤(2)具体为，脱泡罐中，温度为35℃～45℃下，静置脱泡2～5h。
6.如权利要求5所述的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，温度为40℃下，静置脱泡3h。
7.如权利要求1所述的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，步骤(4)具体为，纤维编织管进入到盛有30～40℃自来水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在自来水中浸泡40～50h。
8.如权利要求7所述的一种纤维管增强型中空纤维复合生物膜的生产工艺，其特征在于，步骤(4)具体为，纤维编织管进入到盛有35℃自来水的凝胶浴槽中相转化成膜，成膜后的膜丝经由绕丝轮收集后在自来水中浸泡48h。
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