加壓中空纖維膜組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加壓中空纖維膜組件，該組件表現(xiàn)出提高的耐久性而不劣化堆積密度和滲透通量。所述加壓中空纖維膜組件包括復(fù)合中空纖維膜，該復(fù)合中空纖維膜包括由紗線織造的管狀編織物和在所述管狀編織物的外表面上的聚合物膜。所述紗線中的至少一條包含小細(xì)度纖絲和中等細(xì)度纖絲。所述小細(xì)度纖絲包含細(xì)度為0.01至0.4旦尼爾的第一單絲，所述中等細(xì)度纖絲包含細(xì)度為高于0.4且低于3的第二單絲，所述管狀編織物的厚度對于其外徑的比率為15至35%。
【專利說明】加壓中空纖維膜組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種加壓中空纖維膜組件。更具體而言，本發(fā)明涉及一種加壓中空纖維膜組件，該組件滿足高滲透通量、易于膜清洗和優(yōu)異的耐久性。
【背景技術(shù)】
[0002]水處理的分離方法包括加熱或相變法、過濾膜法等。根據(jù)過濾膜法，可以通過控制過濾膜微孔的尺寸來獲取所需質(zhì)量的水，這有利地提高了過程的可靠性。此外，由于過濾膜法不要求加熱過程，因此這種方法可以有利地應(yīng)用于可能受熱量不利影響的利用微生物的水處理中。
[0003]過濾膜法中的一種方法使用中空纖維膜組件，其中中空纖維膜以束的形式進(jìn)行排布。通常，中空纖維膜組件廣泛用于精密過濾領(lǐng)域中，例如無菌水、飲用水、超純水等的制備。近來，中空纖維膜組件的應(yīng)用領(lǐng)域拓展至污水/廢水處理、污水處理池中固體的分離、工業(yè)廢水中懸浮固體(SS)的去除、流動水的過濾、工業(yè)用水的過濾、池水的過濾等。
[0004]根據(jù)中空纖維膜的運(yùn)作方式，可以將其分為浸沒組件或加壓組件。
[0005]浸沒組件被浸沒在含有待提純的流體的浴中。當(dāng)將負(fù)壓施加到中空纖維膜內(nèi)部時(shí)，只有純的流體可以通過膜并進(jìn)入其空心中，而污染物例如雜質(zhì)或污泥仍然留在膜外。由于浸沒組件不需要液體循環(huán)，因此其在降低建立設(shè)施及其運(yùn)行成本方面是有利的。然而，浸沒組件在其每單位時(shí)間可以得到的滲透通量相對較低的方面是不利的。
[0006]另一方面，在加壓組件中，當(dāng)將正壓施加至中空纖維膜外的流體上時(shí)，只有純的流體可以滲透膜并進(jìn)入其空心中，而污染物仍然留在膜外。雖然加壓組件要求額外的設(shè)備用于流體循環(huán)，但與浸沒組件相比，加壓組件有助于得到相對高的單位時(shí)間的滲透通量。
[0007]加壓組件具有中空纖維膜束罐裝在預(yù)定尺寸的組件殼體中的結(jié)構(gòu)。為此，就滲透通量而言，中空纖維膜束的堆積密度是重要的。當(dāng)堆積密度增大時(shí)，膜的總體面積增大，但是不利地，在組件殼體中待過濾的原水的空間減小，而且膜變得更容易受到污染。而且，在為了防止膜污染而進(jìn)行劇烈曝氣清洗時(shí)，中空纖維膜可能受到損害。
[0008]因此，要求高滲透通量的加壓過濾組件應(yīng)當(dāng)具有優(yōu)異的耐久性，使得膜可以不受損害地被清洗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題
[0010]因此，本發(fā)明針對一種加壓中空纖維膜組件，該組件能夠避免相關(guān)領(lǐng)域的這些局限和缺點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種加壓中空纖維膜組件，該組件滿足高滲透通量、易于膜清洗和優(yōu)異的耐久性的要求。
[0012]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面進(jìn)行描述，并將由所做描述而部分變得顯而易見。另外，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從對本發(fā)明的實(shí)施中得到理解。通過附圖中對于結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明，以及詳細(xì)的說明書和權(quán)利要求書，將使本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)得到認(rèn)識和實(shí)現(xiàn)。
[0013]技術(shù)方案
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種加壓中空纖維膜組件，包括:組件殼體，該組件殼體具有原水入口和過濾水出口 ；復(fù)合中空纖維膜束，該復(fù)合中空纖維膜束被排布在所述組件殼體中；第一固定構(gòu)件，所述復(fù)合中空纖維膜的一端被罐裝在該第一固定構(gòu)件中，且該第一固定構(gòu)件被固定在所述組件殼體的內(nèi)表面上；以及第二固定構(gòu)件，所述復(fù)合中空纖維膜的另一端被罐裝在該第二固定構(gòu)件中，且該第二固定構(gòu)件被固定在所述組件殼體的內(nèi)表面上，其中上述各個(gè)復(fù)合中空纖維膜包括由紗線織造的管狀編織物和在所述管狀編織物的外表面上的聚合物膜，其中所述紗線中的至少一條包含小細(xì)度纖絲和中等細(xì)度纖絲，其中所述小細(xì)度纖絲包含細(xì)度為0.01至0.4旦尼爾的第一單絲，其中所述中等細(xì)度纖絲包含細(xì)度為高于0.4且低于3的第二單絲，其中所述管狀編織物的厚度對于其外徑的比率為15至35%。
[0015]以上提供的總體描述和以下提供的詳細(xì)描述，僅僅被提供來舉例說明本發(fā)明，并應(yīng)解釋為提供了對于限定在權(quán)利要求中的本發(fā)明的更詳細(xì)的描述。
[0016]有益效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，使用厚度對于外徑的比率為15至35%的管狀編織物制備了復(fù)合中空纖維膜，并使用該復(fù)合中空纖維膜制備了加壓中空纖維膜組件。由此制得的加壓中空纖維膜組件具有高滲透通量、容易的膜清洗和提高的耐久性。
[0018]下面將詳細(xì)地描述本發(fā)明的其它效果以及與其相關(guān)的技術(shù)配置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]本發(fā)明的以上和其它目的、特征和其它優(yōu)點(diǎn)將由下面的詳細(xì)描述結(jié)合附圖而獲得更為清楚的理解，其中:
[0020]圖1是說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的加壓中空纖維膜組件的橫截面視圖；
[0021]圖2是圖示說明根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的中空纖維膜的橫截面的SEM圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、增加和替換。因此，本發(fā)明包括落在權(quán)利要求書中所述的本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有替換和修改以及它們的等價(jià)方案。
[0023]下文中，將參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的加壓中空纖維膜組件。
[0024]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的加壓中空纖維膜組件的截面視圖。
[0025]本發(fā)明的加壓組件100包括多個(gè)中空纖維膜110。每個(gè)中空纖維膜110具有中空的內(nèi)部。在過濾過程中，滲透通過膜Iio的過濾水在中空纖維膜110內(nèi)得到。多個(gè)中空纖維膜110以束的形式沿縱向均勻地排列。
[0026]各個(gè)中空纖維膜110的上端通過第一固定構(gòu)件120固定在組件殼體140的上部。各個(gè)中空纖維膜110的上端保持開口。本發(fā)明的加壓組件100還包括在第一固定構(gòu)件120 (其中罐裝有多個(gè)中空纖維膜110)和組件殼體140的內(nèi)表面之間的密封劑，從而防止穿過中空纖維膜110、從中空中流過并由中空纖維膜110的開口上端排出的過濾水與原水發(fā)生混合。
[0027]所述第一固定構(gòu)件120由熱固性樹脂，例如環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂或硅橡膠制得?？蛇x地，將例如二氧化硅、炭黑或氟碳的填料與熱固性樹脂混合，以提高第一固定構(gòu)件120的強(qiáng)度和減少固化收縮。
[0028]同時(shí)，將各個(gè)中空纖維膜110的下端通過第二固定構(gòu)件130固定在組件殼體140的下部，所述第二固定構(gòu)件130由與第一固定構(gòu)件120的材料相同或不同的材料制成。由于各個(gè)中空纖維膜110的下端被嵌入所述第二固定構(gòu)件130中，因此流體不能通過膜110的下端流入或從其中空中排出。
[0029]使待過濾的原水通過原水入口 141流入組件殼體140中。對流入組件殼體140中的原水通過泵進(jìn)行加壓。部分原水穿過膜110并進(jìn)入膜110的中空中。已進(jìn)入膜110的中空中的過濾水通過第一固定構(gòu)件120處的開口端從膜110的中空中流出，并通過組件殼體140的過濾水出口 142排至外部。將隨著過濾的進(jìn)行固體污染物濃度變得更高的原水(下文中，稱作“濃縮水”)通過濃縮水出口 143排至外部。
[0030]在過濾過程中或者在停止過濾后，通過空氣入口 144將空氣注入組件殼體140中以清潔中空纖維膜110。所述第二固定構(gòu)件130具有多個(gè)通孔(H)，使得通過空氣入口 144注入組件殼體140中的空氣可以到達(dá)中空纖維膜110。
[0031]可選地，待過濾的原水和清潔中空纖維膜110的空氣可以通過一個(gè)入口 144注入組件殼體140中。在這種情況下，原水和空氣都穿過第二固定構(gòu)件130的多個(gè)通孔(H)。
[0032]過濾后，組件殼體140中存在的原水穿過第二固定構(gòu)件130的通孔(H)，并通過排水系統(tǒng)145排出至組件殼體140的外部。
[0033]在如上所述的加壓組件100的情況下，如果組件殼體140中存在的中空纖維膜110的堆積密度過高，則在組件100中沒有被膜110占據(jù)的空間，即在組件100中將用原水填充的空間過小，過濾效率降低，而且由于清洗膜110方面的困難，加速了膜的污染。因此，需要考慮過濾效率和容易清洗，來確定處于合適水平的加壓組件100的中空纖維膜110的堆積
山/又O
[0034]當(dāng)將中空纖維膜的堆積密度設(shè)定在預(yù)定值時(shí)，加壓組件100的滲透通量取決于中空纖維膜110的膜面積。即，當(dāng)中空纖維膜110束的總的膜面積增加時(shí)，加壓組件100的滲透通量增大。為了提高中空纖維膜110的總的膜面積同時(shí)保持膜110堆積密度恒定，應(yīng)當(dāng)通過使用具有更小外徑(中空纖維膜的橫截面的外徑，該橫截面垂直于膜的縱向)的中空纖維膜，來增大單位空間內(nèi)中空纖維膜110的數(shù)目。
[0035]為此，相比于在管狀編織物(tubular braid)上涂布聚合物樹脂的復(fù)合中空纖維膜，使用無增強(qiáng)因而外徑較小的膜型中空纖維膜可能有利于加壓組件的制備。然而，由于無增強(qiáng)的膜(由該膜的定義決定了其不含有增強(qiáng)的編織物)具有相對較弱的耐久性，因此很可能在曝氣清洗過程中受到損害。更具體而言，具有比浸沒組件更高的中空纖維膜堆積密度的加壓組件非常容易受到膜污染。因此，相比于浸沒組件，在過濾過程中增壓組件需要更強(qiáng)的曝氣清洗。當(dāng)使用比復(fù)合中空纖維膜的耐久性更低的無增強(qiáng)中空纖維膜時(shí)，由于強(qiáng)的曝氣清洗，該中空纖維膜很可能受到損害。簡言之，當(dāng)考慮過濾效率和滲透通量而將無增強(qiáng)的中空纖維膜用于加壓組件時(shí)，由于無增強(qiáng)的膜的低強(qiáng)度，組件的耐久性被不利地劣化。
[0036]同時(shí)，由于管狀編織物的存在，常規(guī)的復(fù)合中空纖維膜具有比無增強(qiáng)的膜更大的外徑。當(dāng)將膜的堆積密度保持恒定時(shí)，復(fù)合中空纖維膜較大的外徑導(dǎo)致膜面積的減少，由此通量降低。
[0037]為了解決這些問題，可以提出減小加壓組件中復(fù)合中空纖維膜的外徑以增大中空纖維膜的膜面積的第一方法，和提高單一膜的耐久性的第二方法。
[0038]由于過濾膜具有多個(gè)微孔，在提高無增強(qiáng)的膜的耐久性同時(shí)保持膜的形狀方面存在局限性。因此，本發(fā)明集中在第一方法上，即減小復(fù)合中空纖維膜的外徑而不造成滲透通量的劣化。下文中，將更詳細(xì)地描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的復(fù)合膜型的中空纖維膜110.[0039]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的中空纖維膜的橫截面示意圖。
[0040]如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明的中空纖維膜是復(fù)合中空纖維膜110，其中管狀編織物111的表面用聚合物膜112涂布。
[0041]為了使在具有預(yù)定的堆積密度的加壓組件100中的復(fù)合中空纖維膜110束的膜面積最大化，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的管狀編織物111的外徑為1.2至1.7mm。當(dāng)管狀編織物111的外徑小于1.2mm時(shí)，復(fù)合中空纖維膜110的內(nèi)徑也過度降低，導(dǎo)致組件100的滲透通量低于無增強(qiáng)膜的常規(guī)組件的滲透通量。另一方面，當(dāng)管狀編織物111的外徑大于1.7mm時(shí)，在預(yù)定的堆積密度下，復(fù)合中空纖維膜110束的膜面積不能顯著增大。
[0042]此處所用的術(shù)語“堆積密度”定義為:在加壓組件的橫截面積中對應(yīng)于復(fù)合中空纖維膜束的面積與該組件的橫截面積的比率(%)。所述加壓組件的橫截面是指在組件殼體中的空間的橫截面?？紤]到組件100的制備和維護(hù)便利性以及過濾效率，在本發(fā)明的加壓組件100中的復(fù)合中空纖維膜110束的堆積密度可以為40至70%。如果堆積密度低于40%，則過濾效率由于膜面積的減小而降低。另一方面，如果堆積密度高于70%，則過濾效率由于組件100中原水的空間的降低而劣化，而且膜污染變得嚴(yán)重。
[0043]為了增大復(fù)合中空纖維膜110束的膜面積同時(shí)保持膜110的堆積密度恒定在上述范圍內(nèi)，重要的是減小管狀編織物111的外徑。同時(shí)，管狀編織物111的厚度的減小也是重要的。原因在于:如果管狀編織物111的內(nèi)徑與管狀編織物111的外徑減小同樣的程度，那么即使會有，也只能期待中空纖維膜110的滲透通量的極小的增加。因此，根據(jù)本發(fā)明，所述管狀編織物111的厚度對于管狀編織物111的外徑的比率為15至35%。
[0044]如果所述比率超過35%，即管狀編織物111的厚度與外徑相比過大，則管狀編織物111的內(nèi)徑變得太小，并會發(fā)生如下問題，例如，流經(jīng)復(fù)合中空纖維膜Iio的中空的過濾水量的降低，以及由于復(fù)合中空纖維膜110的較大的厚度而造成的穿過膜的流體量的降低。
[0045]另一方面，如果所述比率低于15%，即管狀編織物111的厚度與外徑相比過小，則不能確保管狀編織物111的增強(qiáng)作用。
[0046]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述管狀編織物111的外徑為1.2至1.7mm，厚度為
0.18 至 0.59mm。
[0047]所述管狀編織物111的外徑、內(nèi)徑和厚度按照以下方法進(jìn)行測量。
[0048]為了固定所述管狀編織物111的形狀，用石蠟涂布該管狀編織物111的外表面。只要可以固定管狀編織物111的形狀，則可以使用任何物質(zhì)用于涂布。例如，代替石蠟，可以將制備復(fù)合中空纖維膜的聚合物樹脂涂布在管狀編織物111上。隨后，使用用于FE-SEM橫截面剖切的切片機(jī)，將用石蠟涂布的管狀編織物111在垂直于其縱向的方向上的預(yù)定點(diǎn)處切斷，得到編織物111的橫截面樣品。然后，用FE-SEM分析該橫截面。選擇五個(gè)樣品，每個(gè)樣品都具有外徑和內(nèi)徑，每個(gè)外徑和內(nèi)徑都有最長和最短長度，其差值為最長長度的20%或小于20%。將樣品的外徑確定為最長外徑和最短外徑的平均值，并將其內(nèi)徑確定為最長內(nèi)徑和最短內(nèi)徑的平均值。計(jì)算五個(gè)樣品的外徑和內(nèi)徑各自的算數(shù)平均值，最終得到所述管狀編織物111的外徑和內(nèi)徑。該管狀編織物111的厚度(平均厚度)確定為其外徑和內(nèi)徑之間的差值。
[0049]為了制備本發(fā)明的管狀編織物111，將包含小細(xì)度纖絲和中等細(xì)度纖絲的紗線用于管狀編織物111的制備。除了這種紗線外，僅包含小細(xì)度纖絲的紗線和/或僅包含中等細(xì)度纖絲的紗線可以用于制備管狀編織物111。
[0050]此處所用的術(shù)語“小細(xì)度纖絲”定義為包含細(xì)度為0.01至0.4旦尼爾的單絲的纖絲，術(shù)語“中等細(xì)度纖絲”定義為包含細(xì)度高于0.4且低于3旦尼爾的單絲的纖絲。除了小細(xì)度纖絲和中等細(xì)度纖絲外，包含細(xì)度為3旦尼爾或大于3旦尼爾的單絲的纖絲通常歸入“大細(xì)度纖絲”。
[0051]出于澄清說明，本發(fā)明的用于制備管狀編織物111的每條紗線僅僅包含小細(xì)度纖絲和/或中等細(xì)度纖絲，而不含有大細(xì)度纖絲。
[0052]構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的紗線的每根小細(xì)度纖絲包含100至300根單絲，細(xì)度為I至120旦尼爾。所述小細(xì)度纖絲可以包含聚烯烴樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或尼龍。
[0053]構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的紗線的每根中等細(xì)度纖絲包含30至200根單絲，細(xì)度為12至600旦尼爾。所述中等細(xì)度纖絲可以包含聚烯烴樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或尼龍。
[0054]優(yōu)選地，用于本發(fā)明的管狀編織物111的制備的每條紗線包含I至4根小細(xì)度纖絲和I至4根中等細(xì)度纖絲。構(gòu)成紗線的這些小細(xì)度纖絲和中等細(xì)度纖絲的總和為3或大于3，且每條紗線的細(xì)度為150至600旦尼爾。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，管狀編織物111由8至24條紗線制得。
[0056]由于本發(fā)明的管狀編織物111包含具有多根細(xì)度為0.01至0.4旦尼爾的單絲的小細(xì)度纖絲，因此在管狀編織物111和聚合物膜112之間的接觸面積相對較大。管狀編織物111和聚合物膜112之間較大的接觸面積使本發(fā)明的復(fù)合中空纖維膜110具有優(yōu)異的剝離強(qiáng)度。也就是說，由于需要較大的強(qiáng)度才能將涂布在管狀編織物111上的聚合物膜112剝?nèi)?，因此盡管經(jīng)歷強(qiáng)烈的曝氣清洗過程，仍可以長時(shí)間地保持根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合中空纖維膜110，而不發(fā)生聚合物膜112從管狀編織物111的脫離。
[0057]同時(shí)，如果每條用于管狀編織物111的制備的紗線僅僅由小細(xì)度纖絲構(gòu)成，則難以制得外徑為1.7mm或小于1.7mm的管狀編織物111。
[0058]為了解決這種問題，可能建議混合小細(xì)度纖絲和大細(xì)度纖絲以制備紗線。然而，由于構(gòu)成小細(xì)度纖絲的單絲和構(gòu)成大細(xì)度纖絲的單絲之間的細(xì)度差非常大，使得管狀編織物111的厚度不均勻性變得嚴(yán)重。如果管狀編織物111的厚度不均勻性提高，則聚合物膜112幾乎不能均勻地涂布在管狀編織物111上。因此，膜Iio在該膜110中聚合物膜112相對較薄的區(qū)域更有可能受到損害。
[0059]因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，通過混合小細(xì)度纖絲和中等細(xì)度纖絲制得紗線，并由這些紗線制得管狀編織物111，從而使所制管狀編織物111的外徑可以為1.2至
1.7mm，厚度對于外徑的比值可以為15至35%。
[0060]在由此制得的管狀編織物111上涂布聚合物膜112，該聚合物膜112包含聚砜樹月旨、聚醚砜樹脂、磺化聚砜樹脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)樹脂、聚丙烯腈(PAN)樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂和聚酯酰亞胺樹脂中的至少一種，并由此完成了具有I至5MPa的優(yōu)異的剝離強(qiáng)度的復(fù)合中空纖維膜110。
[0061]所述聚合物膜112可以包括具有致密結(jié)構(gòu)的表層和具有海綿結(jié)構(gòu)的內(nèi)層。所述表層包括孔徑為0.01至I μ m的微孔,所述內(nèi)層包括孔徑為10 μ m或小于10 μ m,更優(yōu)選為5 μ m或小于5 μ m的微孔。
[0062]根據(jù)本發(fā)明，在聚合物膜112的內(nèi)層中不存在大于10 μ m的缺陷區(qū)域，即不存在孔徑超過10 μ m的微孔。當(dāng)所述內(nèi)層包括超過10 μ m的缺陷區(qū)域時(shí)，過濾可靠性可能顯著降低。更優(yōu)選地，在具有海綿結(jié)構(gòu)的內(nèi)層中形成的微孔的孔徑，沿朝向復(fù)合中空纖維膜110的中心的方向逐漸增大。
[0063]對于提高膜110的機(jī)械強(qiáng)度和透水性而言，聚合物膜112的厚度為0.2mm或小于0.2mm，且該聚合物膜112滲入管狀編織物111中的距離小于該管狀編織物111的厚度的30%是合適的。
[0064]本發(fā)明的復(fù)合中空纖維膜110可以通過如下過程制得:使管狀編織物111通過雙管噴嘴的中心，將聚合物膜用紡絲液進(jìn)給到管狀編織物111的表面上從而將紡絲液涂布于其上，將涂布紡絲液的管狀編織物111排出到噴嘴外的空氣中，在凝固溶液中使紡絲液凝固來完成復(fù)合中空纖維膜的結(jié)構(gòu)，以及洗滌和干燥該結(jié)構(gòu)。
[0065]為了均勻地將聚合物膜112在管狀編織物111的表面上涂布至預(yù)定的厚度，應(yīng)使管狀編織物111的移動速度與注入噴嘴中的紡絲液的量達(dá)到平衡，下面的等式利用紡絲液進(jìn)給速度(Q)和管狀編織物速度(U)說明了此種關(guān)系:
[0066]Q=Ji P UD0T
[0067][其中，Q為每小時(shí)注入的紡絲液的量，P為紡絲液的密度，u為管狀編織物的移動速度，D0為管狀編織物的外徑，T為所涂布的紡絲液的厚度]
[0068]由以上等式可見，聚合物膜112的厚度可以利用注入的紡絲液的量、紡絲液的密度、管狀編織物111的移動速度等來控制。
[0069]所述聚合物膜用紡絲液通過將聚合物樹脂以及作為添加劑的聚乙烯吡咯烷酮和親水化合物溶解在有機(jī)溶劑中來制備。該紡絲液可以包含10至50重量％的聚合物樹脂、I至30重量％的添加劑(聚乙烯吡咯烷酮和/或親水化合物)和20至89重量％的有機(jī)溶劑。
[0070]作為所述聚合物樹脂，可以使用聚砜樹脂、聚醚砜樹脂、磺化聚砜樹脂、聚偏二氟乙烯(PVDF)樹脂、聚丙烯腈(PAN)樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂和聚酯酰亞胺樹脂中的至少一種。作為所述有機(jī)溶劑，可以使用二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或其混合物。
[0071]作為所述親水化合物，使用水或二醇化合物，更優(yōu)選使用分子量為2，000或小于2，000的聚乙二醇。作為親水化合物的水或二醇化合物劣化紡絲液的穩(wěn)定性，并由此提高聚合物膜112中出現(xiàn)海綿結(jié)構(gòu)的可能性。
[0072]也就是說，當(dāng)紡絲液的穩(wěn)定性提高時(shí)，很可能在所述膜中形成缺陷區(qū)域(具有孔徑超過10 μ m的微孔)，并因此使該膜趨于具有指形結(jié)構(gòu)。為此，通過加入親水化合物例如水或二醇化合物作為添加劑，可以使紡絲液的穩(wěn)定性被劣化，可以使膜親水化，并且復(fù)合中空纖維膜110的透水性可以獲得提高。
[0073]下文中，將參照實(shí)施例和比較例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0074]實(shí)施例1
[0075]通過使2根各自包含200根細(xì)度為0.31旦尼爾的PET單絲的小細(xì)度纖絲，與I根包含72根細(xì)度為2旦尼爾的PET單絲的中等細(xì)度纖絲混合，制得紗線。將如此制得的20條紗線用于制備外徑為1.4mm、厚度為0.4mm的管狀編織物。
[0076]實(shí)施例2
[0077]通過使2根各自包含100根細(xì)度為0.31旦尼爾的PET單絲的小細(xì)度纖絲，與I根包含36根細(xì)度為2旦尼爾的PET單絲的中等細(xì)度纖絲混合，制得紗線。將如此制得的20條紗線用于制備外徑為1.2mm、厚度為0.3mm的管狀編織物。
[0078]比較例I
[0079]使用6根各自包含200根細(xì)度為0.31旦尼爾的PET單絲的小細(xì)度纖絲制得紗線。將如此制得的20條紗線用于制備外徑為1.9mm、厚度為0.6mm的管狀編織物。
[0080]管狀編織物的外徑、內(nèi)徑和厚度的測暈
[0081]按照下面的方法，測量實(shí)施例1和2以及比較例I中制得的管狀編織物的外徑、內(nèi)
徑和厚度。
[0082]為了固定所述管狀編織物的形狀，用石蠟涂布管狀編織物的外表面。隨后，使用用于FE-SEM橫截面剖切的切片機(jī)，將用石蠟涂布的管狀編織物在垂直于其縱向的方向上的預(yù)定點(diǎn)處切斷，得到編織物的橫截面樣品。然后，用FE-SEM分析該橫截面。選擇五個(gè)樣品，每個(gè)樣品都具有外徑和內(nèi)徑，每個(gè)外徑和內(nèi)徑都有最長和最短長度，其差值為最長長度的20%或小于20%。將樣品的外徑確定為最長外徑和最短外徑的平均值，并將其內(nèi)徑確定為最長內(nèi)徑和最短內(nèi)徑的平均值。計(jì)算五個(gè)樣品的外徑和內(nèi)徑各自的算數(shù)平均值，最終得到所述管狀編織物的外徑和內(nèi)徑。該管狀編織物111的厚度(平均厚度)確定為其外徑和內(nèi)徑之間的差值。
[0083][表 I]
[0084]
【權(quán)利要求】
1.一種加壓中空纖維膜組件,包括: 組件殼體，該組件殼體具有原水入口和過濾水出口； 復(fù)合中空纖維膜束，該復(fù)合中空纖維膜束被排布在所述組件殼體中； 第一固定構(gòu)件，所述復(fù)合中空纖維膜的一端被罐裝在該第一固定構(gòu)件中，且該第一固定構(gòu)件被固定在所述組件殼體的內(nèi)表面上；以及 第二固定構(gòu)件，所述復(fù)合中空纖維膜的另一端被罐裝在該第二固定構(gòu)件中，且該第二固定構(gòu)件被固定在所述組件殼體的內(nèi)表面上， 其中，上述各個(gè)復(fù)合中空纖維膜包括:由紗線織造的管狀編織物，和在所述管狀編織物的外表面上的聚合物膜， 其中，所述紗線中的至少一條包含小細(xì)度纖絲和中等細(xì)度纖絲， 其中，所述小細(xì)度纖絲包含細(xì)度為0.0l至0.4旦尼爾的第一單絲， 其中，所述中等細(xì)度纖絲包含細(xì)度為高于0.4且低于3的第二單絲， 其中，所述管狀編織物的厚度對于其外徑的比率為15至35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓中空纖維膜組件，其中，所述管狀編織物的外徑為1.2至1.7mm,厚度為 0.18 至 0.59mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓中空纖維膜組件，其中，所述復(fù)合中空纖維膜束的堆積密度為40至70%，其中，所述堆積密度為在所述加壓中空纖維膜組件的橫截面積中，對應(yīng)于所述復(fù)合中空纖維膜的面積與該組件的橫截面積的比率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓中空纖維膜組件，其中，所述小細(xì)度纖絲和所述中等細(xì)度纖絲包含聚烯烴樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯或尼龍，以及 其中，所述聚合物膜包含聚砜樹脂、聚醚砜樹脂、磺化聚砜樹脂、聚偏二氟乙烯樹脂、聚丙烯腈樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂和聚酯酰亞胺樹脂中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓中空纖維膜組件，其中，所述小細(xì)度纖絲包含100至300根第一單絲且細(xì)度為I至120旦尼爾，以及 其中，所述中等細(xì)度纖絲包含30至200根第二單絲且細(xì)度為12至600旦尼爾。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加壓中空纖維膜組件，其中，每條所述紗線包含I至4根小細(xì)度纖絲和I至4根中等細(xì)度纖絲，以及 其中，在每條所述紗線中，所述小細(xì)度纖絲和所述中等細(xì)度纖絲的總和為3或大于3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加壓中空纖維膜組件，其中，每條所述紗線的細(xì)度為150至600旦尼爾。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加壓中空纖維膜組件，其中，所述管狀編織物由8至24條紗線織造。
【文檔編號】B01D69/12GK103619449SQ201280030983
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月21日
【發(fā)明者】柳在姬, 慎鏞哲, 李光珍, 李武錫 申請人:可隆工業(yè)株式會社