內支撐毛細管過濾膜的製作方法

2023-05-29 01:31:21 1

專利名稱：內支撐毛細管過濾膜的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種具有內支撐毛細管過濾膜。所述過濾膜包括納濾膜、超 濾膜、微濾膜；內支撐是指在毛細管膜的內部形成的支撐結構，支撐材料和成 膜材料是同種材料。內支撐毛細管過濾膜機械強度高，適用於各類壓力式膜過 濾和浸沒式膜過濾，特別適用於膜生物反應器。
背景技術：
已知技術中通常通過內壓、外壓式或浸沒式毛細管膜實現膜過濾過程。但是 簡單的毛細管膜通常由於機械強度不足而出現斷絲、壓扁、或破損問題。外壓 式或浸沒式膜過濾在這些毛細管膜與大量汙泥接觸時，通常需要在空氣的衝擊 下使毛細管膜抖動，以減低毛細管外表面汙染問題。這種運行方式使毛細管折 斷和破損等問題更為嚴重。已知技術中有用細絲編織網狀物支撐分離膜的加強 毛細管膜製備方法。這一方法除製造工藝複雜的缺點外，還由於支撐材料與成 膜材料物理和化學性質的差異，使得支撐材料與成膜材料出現分離而引起膜破 損。因此，已知技術中缺乏一種用成膜材料本身內支撐的毛細管膜，特別是用 於膜生物反應器的高強度毛細管膜。

實用新型內容
本實用新型要解決毛細管膜強度較低的技術問題，提供一種具有內支撐結構 的高強度毛細管膜。
本實用新型提供的內支撐毛細管膜是一種用與成膜材料同樣材料形成內部 支撐結構的毛細管納濾膜、微濾膜或超濾膜。通過內部的支撐結構可以增強毛 細管膜的拉伸強度，也可以減低毛細管被壓扁的可能。
本實用新型提供的內支撐毛細管膜適用於各類壓力式膜過濾和浸沒式膜過 濾，特別適用於膜生物反應器。
附圃說明
圖l、圖2、圖3和圖4分別是四種本實用新型內支撐外壓式毛細管過濾膜
面示意圖。
具體實施方式
如圖l-4所示，本實用新型的毛細管膜由外緻密層(1)，內通道(2)，支撐 結構(3)和內緻密層(4)四部分組成。其中外緻密層(1)和內緻密層(4) 分別是一很薄的較為緻密的柱型結構；多個內通道(2)是位於毛細管內部與毛 細管等長的通道，在外壓運行時用於收集透過分離層的液體，並使之從毛細管 的端面流出；在內壓運行時用於被過濾液的流通；支撐結構(3)是在毛細管內 部外緻密層(1)和內緻密層(4)之間的固體結構，支撐結構比外緻密層(1) 和內緻密層(4)疏鬆，可以更自由地透過液體。
本實用新型內支撐毛細管過濾膜的外緻密層(1)、內緻密層(4)和支撐結 構(3)是同樣的高分子材料，整體毛細管膜一次性成型製成。
本實用新型內支撐毛細管過濾膜內通道(2)的截面可以是任何形狀，如


圖1 所示的圓形和圖2所示近似扇形。
本實用新型內支撐毛細管過濾膜的外緻密層(1)的截面可以是如
圖1-2和圖 4所示的圓形或如圖3所示呈花瓣形。圖3所示的花瓣形的膜面積較高。
本實用新型內支撐毛細管過濾膜以內壓式運行時內通道的內緻密層(4)更 適合作為分離層，而上述外緻密層(1)的緻密度可以被減低以減低液體流動阻 力；內緻密層(4)的緻密度決定了該膜的過濾精度。本實用新型內支撐毛細管 過濾膜以外壓或浸沒式運行時上述外緻密層(1)更適合作為分離層，內緻密層 (4)的緻密度可以被減低以減低液體流動阻力；外緻密層(1)的緻密度決定 了該膜的過濾精度。
一般地說，只要內通道(2)的數值大於等於2，內通道之間的固體結構就可 以起到對毛細管外壁支撐的作用。但是為了使這種支撐作用在多個方向上有效， 內通道的數目應大於等於3。內通道的數目應小於等於10，因為過多數量的內 通道會使這種毛細管膜的內通道直徑過小，給液體在其中的流動帶來阻力。在 內通道過多時如果增加整個膜管的粗細會明顯減小單位體積內膜管外表面的總 面積。
圖14所示的內通道的數量分別為4個、5個和7個。多個內通道均勻地 分布在毛細管內部，如圖l-2所示分布在截面周圍，又如圖34所示分布在截面 周圍和中心。綜合考慮內通道數量和單位體積內膜管外表面的總面積因素，內 通道的平均直徑在0.3-1.5mm之間，整個膜管的平均外經在2.5-5.5mm之間。
權利要求1、一種內支撐毛細管過濾膜，由內外兩個緻密層、多個內通道和支撐結構組成，其特徵在於，內通道位於毛細管內部並與毛細管等長，外緻密層位於毛細管膜的外壁，內緻密層位於內通道的內壁，支撐結構位於內外兩個緻密層之間，內支撐結構和內外緻密層是同樣的高分子材料。
2、 按照權利要求1所述的內支撐毛細管過濾膜，其特徵在於，內通道的數 量在2-10之間。
3、 按照權利要求2所述的內支撐毛細管過濾膜，其特徵在於，內通道的數 量在3-7之間。
4、 按照權利要求1所述的內支撐毛細管過濾膜，其特徵在於，內通道截面 形狀為圓形或近似扇形的形狀。
5、 按照權利要求1所述的內支撐毛細管過濾膜，其特徵在於，內通道內部 有緻密層。
6、 按照權利要求1所述的內支撐毛細管過濾膜，其特徵在於，外緻密層呈 圓形或花瓣形。
7、 按照權利要求1所述的內支撐毛細管過濾膜，其特徵在於，毛細管外壁 有緻密層。
8、 按照權利要求1所述的內支撐毛細管過濾膜，其特徵在於，毛細管外壁 平均直徑在2.5-5.5mm之間，內通道平均直徑在0.3-1.5mm之間。
專利摘要一種內支撐毛細管過濾膜，由內外緻密層、多個內通道和支撐結構組成；其中多個內通道位於毛細管內部並與毛細管等長，支撐結構位於這些通道和外緻密層之間，內支撐結構和內外緻密層是同樣的高分子材料；整體毛細管膜一次性成型製成。本實用新型內支撐毛細管過濾膜，通過內部的支撐結構可以增強毛細管膜的強度，減低毛細管折斷或被壓扁的可能，特別適用於膜生物反應器。
文檔編號B01D69/10GK201067674SQ20072015498
公開日2008年6月4日 申請日期2007年7月23日 優先權日2007年7月23日
發明者孟廣禎, 昭 楊, 黃立洲 申請人:孟廣禎