CN201353482Y - 中空丝膜滤芯 - Google Patents

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Abstract

一种中空丝膜滤芯，包括作为滤芯固定件的丝膜滤芯盖及中空丝膜过滤层，所述中空丝膜滤芯径向由外向内分别设置有外层丝膜保护网、中空丝膜过滤层，所述中空丝膜的膜壁孔孔径为0.01－0.5微米，膜孔隙率为50－85％。本实用新型的优点：适用范围广，寿命长，能高效地过滤、去除水中的铁锈、异味、悬浮物、藻类、泥沙、有害致病微生物、微量有害元素、有害絮凝化学物质、胶着物、微量溴酸盐等有害物质，同时具有良好的广谱抗菌功能。价格低廉，适合广大家庭，机关，学校，食堂，健康用水需要，其全部材料和配件都可回收利用。

Description

中空丝膜滤芯
技术领域
本实用新型涉及饮用水膜分离处理技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种中空丝膜滤芯及其应用。
背景技术
随着社会的不断进步以及人民对日益增长的物质生活和生态环保健康需求的提高，人们对饮用健康干净水的要求也越来越高。由于目前的水生态环境遭受到了日益严重的破坏，现实生活中，众多的民用生活用废水、工业废水，有毒有害的废水流入江河湖海，严重污染了水生态环境和河流的水质，造成湖泊大面积污染，使饮用水水源质量日益变坏。
对此，目前市场上出现许多具有一定净水功能的净水器滤芯。然而，该些产品基本上只是具有深度净化水作用的产品，而一些经过深度净化的水会由于反渗透膜的化学反应而变为偏酸性的饮用水，长期使用，会影响人体健康。另外，有些净水器更换滤芯售价昂贵，或存在微量有害元素溴酸盐去除不尽，发生再次污染，对饮用水处理的实际效果不够理想的问题。
然而，以往的净化器在过滤、去除水中的铁锈、异味、悬浮物、藻类、泥沙、有害致病微生物、微量有害元素、有害絮凝化学物质、胶着物、微量溴酸盐等有害物质等方面，作用有限。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种中空丝膜滤芯。本实用新型的中空丝膜滤芯是将新型高效的膜分离技术用于饮用水处理领域。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种中空丝膜滤芯，包括固定中空丝膜滤芯用的丝膜滤筒盖及中空丝膜过滤层，其特征在于，所述中空丝膜滤芯径向由外向内分别设置有外层丝膜保护网、中空丝膜过滤层，所述中空丝膜过滤层系将膜丝集束成筒块状或柱状形成，所述中空丝膜的膜丝为中空纤维状，其内部形成截面呈蜂窝状孔结构分布的3-7个毛细管通道，所述中空丝膜的膜丝壁具有可透水的膜孔隙率为50-85％的膜孔隙，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝单丝的膜壁孔孔径为0.01-0.5微米。
由此，使得上述呈蜂窝状结构的3-7根毛细管通道的毛细管孔虽然单位容积膜表面积减少，但膜丝的抗污染能力大大加强。另外，较高的孔穴率就意味着，膜可以在较低的压力(TMP)下运行，这样，膜面被污染的可能性就大大降低，化学品消耗也就较低。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述筒块状或柱状的所述中空丝膜过滤层系将300-1600根膜丝集束后固定于丝膜滤筒盖而成。
由此，使得透过水向集水环扩散，透过水压力较低，运行压力低。且，所述中空丝膜滤芯可应用于家庭饮用水处理用。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述筒块状或柱状的所述中空丝膜过滤层系将300-800根膜丝集束而成。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述筒块状或柱状的所述中空丝膜过滤层系将800-1000根膜丝集束而成。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述筒块状或柱状的所述中空丝膜过滤层系将1200-1600根膜丝集束而成。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝内部形成截面呈蜂窝状孔结构分布的毛细管通道为5个，所述中空丝膜的膜丝壁具有的膜孔隙率为75-85％。
由此，使得上述呈蜂窝状结构的5根毛细管通道的毛细管孔虽然单位容积膜表面积减少，但膜丝的抗污染能力大大加强。另外，较高的孔穴率就意味着，膜可以在较低的压力(TMP)下运行，这样，膜面被污染的可能性就大大降低，化学品消耗也就较低。另外，其处理水量适用于家庭饮用水。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝单丝的膜壁孔孔径为0.01-0.1微米。
膜分离孔径(超微细滤孔)约为纳米级(0.1～0.01微米)，可有效去除微小颗粒、胶体、如水中大腸菌、痢疾菌、沙門式菌、霍亂菌、結核菌、等大多数细菌和病毒等。並可过滤黴菌孢子及水管生锈所造成的红锈污物，比传统过滤器的过滤精度高，占地面积小。同时，过滤孔洞比細菌小，可滤除水中大多数細菌；相对的它的孔洞又比溶解矿物质的大，所以仍然能夠保留有益于人体的矿物质。过滤层孔径完全去除细菌和病毒。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述中空纤维状的中空丝膜膜丝的膜壁厚为0.1-0.4mm，外径1.0-2.0mm。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述丝膜滤芯盖和组成所述的外层丝膜保护网是用聚丙烯树脂塑料或其它无毒无味塑料制成。所述外层丝膜保护网即可保护中空丝膜滤芯的损坏及被水冲散，也可便于储存，安装。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述的中空丝膜过滤层材料选自下述材料之一：聚氯乙烯合金中空纤维、聚乙烯(PE)、聚偏氟乙烯、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)聚醚砜(PES)或改性聚醚砜(PESM)、聚丙烯腈(PAN)聚氯乙烯(PVC)。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，采用上述材料，化学稳定性好，容易加工，机械强度高，价格低廉，耐酸、耐腐蚀。
尤其是，聚偏氟乙烯中空丝膜有很好的抗污染性，但就是这个抗污染特性，使制膜过程更为困难，表现为中空纤维纺丝过程稳定性差、不同批次间性能重复性差、膜通量低，在工业化稳定生产控制方面有更多的要求。
聚偏氟乙烯当作膜材料拥有高抗污染、耐氧化等优良特性。由于这种产品显示出耐污染、易清洗、通量大、使用寿命长等特性，因而被认为是当今最优材质的中空纤维膜，为废水资源化打开了通路。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述的中空丝膜过滤层由数600-1600根中空纤维状的中空丝膜的膜丝弯曲后，断口端与丝膜滤筒盖切齐封固，作为出水口。另一端呈自由弯曲端，作为进水底端部分。
另一端呈自由弯曲端，作为进水底端部分的结构有利于形成自压式纤维过滤器的工作过程。即，仅靠水流和纤维层相对运动产生的作用力实现对纤维层的压缩。因长纤维丝的纵向刚度很小，只要对纤维进行适当处理并保持适宜的装填密度，依靠滤层和水流之间产生的作用力，就完全可以将纤维层压缩。当水流自上向下通过纤维层时，纤维承受向下的纵向压力且越往下纤维所受的向下压力越大。由于纤维束是一种柔性滤料，当纵向压力足够大时就会产生弯曲，进而纤维层会整体下移，最下部纤维首先弯曲并被压缩，此弯曲、压缩的过程逐渐上移，直至作用力相互平衡。由于纤维层所受的纵向压力沿水流方向依次递增，所以纤维层沿水流方向被压缩弯曲的程度也依次增大，滤层孔隙率和过滤孔径沿水流方向由大到小分布，这样就达到了高效截留悬浮物的理想床层状态。
根据本实用新型，集束装的封装形式可采用滤芯的垂直安装，端盖平整，无需特殊支撑，安装方便。可采用径向过滤模式和底端过滤模式交替运行方式。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述的中空丝膜过滤层系将600-1600根中空纤维状的中空丝膜的膜丝二端切齐后，一端与丝膜滤筒盖切齐封固，作为出水口，另一端作为进水底端部分，中间形成滤芯中央的滤水通道。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，可采用内压运行外压反洗的运行模式，这种模式仅仅采用水来进行反洗就够了，无需像外压膜需用压缩空气来进行反洗。而且，可达到死端过滤和错流过滤。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，其特征在于，在丝膜滤筒的接口处设有橡胶防漏垫圈，在进水口处设有一备用孔，用于放水，放气，反渗透膜及反向清洗用，出水口与丝膜滤筒盖连接一体。
本实用新型的中空纤维膜连续微滤技术(CMF)，可使对中空纤维膜孔内的反洗和对中空纤维膜外壁的振荡清洗两者效果相互促进，与现有反洗和空气振荡清洗或两者交错间隔清洗方法相比，具有清洗效率高的特点。
本实用新型中空丝膜滤芯及其用途的积极效果：
本实用新型能高效地过滤、去除水中的铁锈、异味、悬浮物、藻类、泥沙、有害致病微生物、微量有害元素、有害絮凝化学物质、胶着物、微量溴酸盐等有害物质，使经其过滤的自来水达到国家规定的饮用水标准。
外保护层采用的PP网状保护层，能有效保护了内中空丝膜过滤层，延长了内层中空丝膜滤芯的使用寿命，为内层滤芯的精滤创造了过滤条件；
所述的中空丝膜过滤层另一端呈自由弯曲端，可以适用于各种特殊场合。
过滤层采用的聚氯乙烯合金中空纤维过滤层，其化学稳定性好，容易加工，机械强度高，价格低廉，耐酸、耐腐蚀的中空膜，具有微孔径结构发达，过滤力强，过滤速度快，耐磨性高，物理稳定性能好，对饮用矿泉水和自来水的深度净化具有特别的效果。
附图说明
图1为本实用新型的中空丝膜滤芯的结构示意图。
图2为本实用新型的中空丝膜滤芯的一个去除外层丝膜保护网的状态图。
图3为用于本实用新型的中空丝膜滤芯的滤筒示意图。
图4为本实用新型的中空丝膜膜丝截面示意图。
图中，1为外层丝膜保护网，2为中空丝膜过滤层，3，4分别为防漏垫圈，5为丝膜滤筒盖，6为出水口，7为中部滤水通道，8为作为进水底端部分自由弯曲端，9为备用孔，10为丝膜滤筒，11为进水口，12为中空丝膜膜丝。
具体实施方式
以下，参照附图，以实施例更具体地说明本实用新型的中空丝膜滤芯及其用途。
实施例1
参见附图。一种中空丝膜滤芯，包括固定中空丝膜滤芯用的丝膜滤筒盖5及中空丝膜过滤层2。所述中空丝膜滤芯径向由外向内分别设置有外层丝膜保护网1、中空丝膜过滤层2，所述中空丝膜过滤层系将膜丝集束成筒块状或柱状形成，所述中空丝膜的膜丝12为中空纤维状，其内部形成截面呈蜂窝状孔结构分布的7个毛细管通道，所述中空丝膜的膜丝壁具有可透水的膜孔隙率为50-65％的膜孔隙，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝单丝的膜壁孔孔径为0.01-0.08微米。在本实施例中，膜丝参数单丝直径：2.0.mm，断丝率：≤0.1％。
由此，使得上述呈蜂窝状结构的7根毛细管通道的毛细管孔虽然单位容积膜表面积减少，但膜丝的抗污染能力大大加强。另外，较高的孔穴率就意味着，膜可以在较低的压力(TMP)下运行，这样，膜面被污染的可能性就大大降低，化学品消耗也就较低。
在本实施例中，所述筒块状或柱状的所述中空丝膜过滤层系将300-500根膜丝集束后固定于丝膜滤筒盖5而成。由此，使得透过水向集水环扩散，透过水压力较低，运行压力低。且，所述中空丝膜滤芯可应用于家庭饮用水处理用。在本实施例中，所述中空纤维状的中空丝膜膜丝的膜壁厚为0.1-0.4mm，外径1.0-1.4mm。
在本实施例中，所述丝膜滤芯盖5和组成所述的外层丝膜保护网1是用聚丙烯树脂塑料制成。所述的中空丝膜过滤层材料选自：聚氯乙烯合金中空纤维、及聚偏氟乙烯。在所述滤芯底部设置有选用橡胶，硅橡塑材料，塑胶制成的两个防漏垫圈。
在本实施例中，所述的中空丝膜过滤层由300-500根中空纤维状的中空丝膜的膜丝集束后，二端断口端与丝膜滤筒盖切齐，丝膜滤筒盖封固，一端作为出水口6，另一端作为进水口11处的进水底端部分，中间形成滤芯中央的滤水通道7，也称为中央集水道。
滤筒底端与进水口11一侧，设置备用孔9，用于放水，放气，反渗透膜及反向清洗用。备用孔9与中空丝膜过滤层外侧连通。
实施例2
参见附图。一种中空丝膜滤芯，包括固定中空丝膜滤芯用的丝膜滤筒盖及中空丝膜过滤层，其特征在于，所述中空丝膜滤芯径向由外向内分别设置有外层丝膜保护网、中空丝膜过滤层，所述中空丝膜过滤层系将膜丝集束成筒块状或柱状形成，所述中空丝膜的膜丝为中空纤维状，其内部形成截面呈蜂窝状孔结构分布的5个毛细管通道，所述中空丝膜的膜丝壁具有可透水的膜孔隙率为65-75％的膜孔隙，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝单丝的膜壁孔孔径为0.08-0.2微米。
由此，使得上述呈蜂窝状结构的5根毛细管通道的毛细管孔虽然单位容积膜表面积减少，但膜丝的抗污染能力大大加强。另外，较高的孔穴率就意味着，膜可以在较低的压力(TMP)下运行，这样，膜面被污染的可能性就大大降低，化学品消耗也就较低。
在本实施例中，所述筒块状或柱状的所述中空丝膜过滤层系将500-800根膜丝集束后固定于丝膜滤筒盖而成。由此，使得透过水向集水环扩散，透过水压力较低，运行压力低。且，所述中空丝膜滤芯可应用于家庭饮用水处理用。
在本实施例中，所述丝膜滤芯盖和组成所述的外层丝膜保护网是用聚丙烯树脂塑料或其它无毒无味塑料制成。所述的中空丝膜过滤层材料选自下述材料之一：聚醚砜(PES)或改性聚醚砜(PESM)、聚丙烯腈(PAN)或聚氯乙烯(PVC)。
在本实施例中，所述的中空丝膜过滤层由数500-800根中空纤维状的中空丝膜的膜丝弯曲后，断口端与丝膜滤筒盖切齐封固，作为出水口。另一端呈自由弯曲端，作为进水底端部分。中间不形成滤芯中央的滤水通道。
滤筒底端与进水口11一侧，设置备用孔9，用于放水，放气，反渗透膜及反向清洗用。备用孔9与中空丝膜过滤层外侧连通。
根据本实用新型的另一端呈自由弯曲端，作为进水底端部分的中空丝膜滤芯，可采用内压运行外压反洗的运行模式，这种模式仅仅采用水来进行反洗就够了，无需像外压膜需用压缩空气来进行反洗。
本实用新型可使对中空纤维膜孔内的反洗和对中空纤维膜外壁的振荡清洗两者效果相互促进，与现有反洗和空气振荡清洗或两者交错间隔清洗方法相比，具有清洗效率高的特点。
由此，使得上述呈蜂窝状结构的7根毛细管通道的毛细管孔虽然单位容积膜表面积减少，但膜丝的抗污染能力大大加强。另外，较高的孔穴率就意味着，膜可以在较低的压力(TMP)下运行，这样，膜面被污染的可能性就大大降低，化学品消耗也就较低。在所述滤芯底部设置如同实施例1的两个防漏垫圈。
实施例3
除了中空丝膜滤芯及其滤筒分别制成挠曲状之外，其他如同实施例2。可将本实用新型的中空丝膜滤芯应用于挠曲状滤筒的场合。
在上述实施例中，本实用新型在使用时，安装在滤筒内，通过自来水的自身压力，自滤芯的中空纤维微孔过滤层渗入，流经中空纤维丝膜中心空孔，从丝膜滤芯中心空孔经出水孔流出，依托自来水自身的压力排出健康干净的优化水；加大了过滤有度有害物质的过程，其更换滤芯使用方便，安全可靠，价格低廉，全部材料都可回收利用，不会再次污染环境。
根据本实用新型的中空丝膜滤芯，能高效地过滤、去除水中的铁锈、异味、悬浮物、藻类、泥沙、有害致病微生物、微量有害元素、及有害絮凝化学物质、胶着物、微量溴酸盐等有害物质，使经其过滤的自来水达到国家规定的饮用水标准。外保护层采用PP网状保护层，能有效保护了内中空丝膜过滤层，延长了内层中空丝膜滤芯的使用寿命。过滤层采用的聚氯乙烯合金中空纤维过滤层，其化学稳定性好，容易加工，机械强度高，价格低廉，耐酸、耐腐蚀的中空膜，具有微孔径结构发达，过滤力强，过滤速度快，耐磨性高，物理稳定性能好，对饮用矿泉水和自来水的深度净化具有特别的效果。

Claims (10)

1.一种中空丝膜滤芯，包括作为滤芯固定件的丝膜滤芯盖及中空丝膜过滤层，其特征在于，所述中空丝膜滤芯径向由外向内分别设置有外层丝膜保护网、中空丝膜过滤层，所述中空丝膜过滤层系将膜丝集束成筒块状或柱状形成，所述中空丝膜的膜丝为中空纤维状，其内部形成截面呈蜂窝状孔结构分布的3-7根毛细管通道，所述中空丝膜的膜丝壁具有可透水的膜孔隙率为50-85％的膜孔隙，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝单丝的膜壁孔孔径为0.01-0.5微米。
2.如权利要求1所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述筒块状或柱状的所述中空丝膜过滤层系将300-1600根膜丝集束而成。
3.如权利要求2所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述筒块状或柱状的所述中空丝膜过滤层系将300-800根膜丝集束而成。
4.如权利要求1所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝内部形成截面呈蜂窝状孔结构分布的毛细管通道为5个，所述中空丝膜的膜丝壁具有的膜孔隙率为75-85％。
5.如权利要求1所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝单丝的膜壁孔孔径为0.01-0.1微米。
6.如权利要求1所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述中空纤维状的中空丝膜的膜丝的膜壁厚为0.1-0.4mm，外径1.0-2.0mm。
7.如权利要求1所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述丝膜滤芯盖和组成所述的外层丝膜保护网是用聚丙烯树脂塑料制成。
8.如权利要求1所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述的中空丝膜膜丝材料选自下述材料之一：聚氯乙烯合金中空纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜或改性聚醚砜、聚丙烯腈、及聚氯乙烯。
9.如权利要求1所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述中空丝膜过滤层由300-1600根中空纤维状的中空丝膜的膜丝弯曲后，断口端经集束后与丝膜滤筒盖切齐封固，作为出水口，另一端呈自由弯曲端，作为进水底端部分。
10.如权利要求1所述的中空丝膜滤芯，其特征在于，所述的中空丝膜过滤层系将300-1600根中空纤维状的中空丝膜的膜丝二端切齐后，一端与丝膜滤筒盖切齐封固，作为出水口，另一端作为进水底端部分，中间形成滤芯中央的滤水通道。
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