本實用新型涉及一種制備外壓式中空纖維納濾膜的裝置。

背景技術：

膜技術是一種新型的分離技術，近幾十年發展迅速，納濾膜已廣泛用于石化、電子、輕工、紡織、冶金、食品、化工等領域。它具有納米級的膜孔徑、膜上所帶電荷多等結構特點，其截留分子量在200～2000之間，并對二價及多價離子有很高的截留率。自Cadotte等于1972年首次采用界面聚合反應制備復合膜以來，界面聚合法便以其操作簡單和容易控制等優點在膜技術領域得到廣泛的應用。界面聚合法制備中空纖維納濾膜一般是以中空超濾膜為基膜，利用兩種反應活性很高的單體在兩個互不相溶的溶劑界面處發生聚合反應，從而在超濾膜多孔支撐體上形成一很薄的致密層，使其成為納濾膜。

中空纖維納濾膜根據膜的超薄功能層是在中空纖維的內表面或者外表面，分為內壓式和外壓式兩種：(1)內壓式，系統進水從中空纖維膜絲的內部由內而外透過膜出水，適于水質良好的原水，但如果進水水質較差，則需要更嚴格的預處理；(2)外壓式，系統進水從中空纖維膜絲的外部由外向內透過膜出水，所以水流通道沒有被固體懸浮物阻塞的風險。在工業廢水處理中，大多采用外壓式中空纖維膜組件進行廢水處理或資源化。相比內壓式，外壓式有著更廣闊的應用前景，因此提高制備外壓式中空纖維納濾膜的效率具有更深遠的意義。

目前，在實驗中利用界面聚合法制備外壓式中空纖維納濾膜的效率很低，一次界面聚合只能操作一根中空纖維超濾膜，因為兩根或兩根以上中空纖維超濾膜浸沒在水相或有機相中都會導致膜與膜黏連在一起，膜表面不能充分與溶液接觸，從而使界面聚合反應不能充分進行，最終導致界面聚合失敗或者制備出來的中空纖維納濾膜性能差無法達到實驗要求。

技術實現要素：

為了克服現有利用界面聚合法制備外壓式中空纖維納濾膜存在的上述缺陷，本實用新型提供一種可同時制備多根外壓式中空纖維納濾膜、中空纖維納濾膜性能不受影響、制作簡單、操作方便的制備外壓式中空纖維納濾膜的裝置。

本實用新型采用的技術方案是：

制備外壓式中空纖維納濾膜的裝置，其特征在于：包括不銹鋼絲支架本體以及由不銹鋼絲彎曲而成的若干個圓環組，并且若干個所述的圓環組沿不銹鋼絲支架本體的縱向方向間隔布置；所述的圓環組具有由不銹鋼絲彎曲成多個圓環形成的花瓣狀結構。

相鄰圓環組中上下位置相同的圓環的中心位于同一條直線上。保證膜絲可以垂直穿入其中。

所述的不銹鋼絲支架本體及圓環組由一根完整的不銹鋼絲制作而成，為無接口的一體結構。

相鄰的圓環組之間的間隔距離相同，且間隔距離為5～6cm。

所述的不銹鋼絲的直徑為0.4～0.5mm。

所述的不銹鋼絲的長度為40～50cm。

所述的圓環組由四個圓環組成。

所述的圓環的直徑為3～4mm。

所述的圓環組的數量為6個。

本實用新型采用一根40～50cm長的極細不銹鋼絲，利用尖嘴鉗等工具在不銹鋼絲上每隔約5～6cm的位置將其彎曲成可以讓中空纖維膜通過的圓環組，同一位置上制作4個可供膜絲通過的圓環，呈花瓣狀結構。一根不銹鋼絲上共制作6個圓環組，將上下位置相同的圓環調整使其中心在一條直線上，保證膜絲可以垂直穿入其中。裝置制作過程中鐵絲的長度以及圓環組數可以根據實驗需要的膜絲長度而定。

本實用新型制備中空纖維納濾膜的基膜可以是聚砜膜、聚醚砜膜等。本實用新型采用的界面聚合反應發生在基膜的外表面。

本實用新型的使用方法是：將基膜穿入本實用新型裝置在一條直線上的圓環中，在裝置的底部將膜絲固定，從而使膜絲不能在裝置中脫落，完成后就可以進行界面聚合實驗了，界面聚合反應是在一端封死的有機管中進行，界面聚合過程中可以輕輕拉動膜絲，使其外表面充分與單體溶液接觸。

本實用新型的有益效果主要體現在：

1、在界面聚合過程中由于不銹鋼絲圓環可以使膜與膜間隔開來，并且膜絲可以在圓環中上下拉動，這樣就可以使多根膜絲外表面充分與兩相接觸，完成界面聚合反應，實現一次界面聚合制作多根中空纖維納濾膜，大大提高了制備效率；

2、本實用新型還具有結構簡單、操作方便、成本低廉等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，但本實用新型的保護范圍并不限于此。

實施例1

參照圖1和圖2，制備外壓式中空纖維納濾膜的裝置，所述的裝置包括由一根不銹鋼絲組成的不銹鋼絲支架本體1以及由不銹鋼絲彎曲而成的六個圓環組2，所述的圓環組2沿不銹鋼絲支架本體1的縱向方向設置，相鄰圓環組之間間隔一定距離，相鄰圓環組之間的間隔距離相同，所述間隔距離為5cm；所述的圓環組2為由不銹鋼絲彎曲成四個圓環形成的花瓣狀結構，不同圓環組中上下位置相同的圓環中心都在同一條直線上，保證膜絲可以垂直穿入其中；所述的不銹鋼絲支架本體1及圓環組2由一根完整的不銹鋼絲制作而成，整個裝置為無接口的一體結構。

所述的不銹鋼絲長度為40cm，不銹鋼絲的直徑為0.4mm，所述的圓環的直徑為3mm。

本實施例使用時，將中空纖維聚醚砜膜沿著在同一直線上的圓環中心穿入，用生膠帶在裝置底部扎緊，使膜絲固定在裝置上。將裝置按實驗要求依次浸入裝有2％的哌嗪溶液和0.5％的TMC溶液的有機玻璃管中進行界面聚合反應，在此過程中可以上下輕輕拉動膜絲，使其外表面與單體溶液充分接觸。按照實驗要求操作就可以同時成功制作出4根中空纖維納濾膜，通過后續實驗測定，制備出的納濾膜通量大于30L(m·h)^-1，截留率在90％以上，與單根制備后測試的性能相比基本相同。

實施例2

參照圖1和圖2，制備外壓式中空纖維納濾膜的裝置，包括由一根不銹鋼絲組成的不銹鋼絲支架本體1以及由不銹鋼絲彎曲而成的六個圓環組2，所述的圓環組2沿不銹鋼絲支架本體1的縱向方向設置，相鄰圓環組之間間隔一定距離，相鄰圓環組之間的間隔距離相同，所述的間隔距離為6cm；所述的圓環組2為由不銹鋼絲彎曲成四個圓環形成的花瓣狀結構，不同圓環組中上下位置相同的圓環中心都在同一條直線上，保證膜絲可以垂直穿入其中；所述的不銹鋼絲支架本體1及圓環組2由一根完整的不銹鋼絲制作而成，整個裝置為無接口的一體結構。

所述的不銹鋼絲長度為50cm，不銹鋼絲的直徑為0.5mm，所述的圓環的直徑為4mm。

本實施例使用時，將中空纖維聚砜膜沿著在同一直線上的的圓環中心穿入，用生膠帶在裝置底部扎緊，使膜絲固定在裝置上。將裝置按實驗要求依次浸入裝有6％的PVA溶液和2％的戊二醛溶液的有機玻璃管中進行界面聚合反應，在此過程中上下輕輕拉動膜絲，使其外表面與單體溶液充分接觸。按照實驗要求操作就可以同時成功制作出4根中空纖維納濾膜，通過后續實驗測定，制備出的納濾膜通量大于30L(m·h)^-1，截留率在90％以上，與單根制備后測試的性能相比基本相同。

本實用新型在界面聚合過程中由于不銹鋼絲圓環可以使膜與膜間隔開來，并且膜絲可以在圓環中上下拉動，這樣就可以使多根膜絲外表面充分與兩相接觸，完成界面聚合反應，實現一次界面聚合制作多根中空纖維納濾膜，大大提高了制備效率，而且制備出的外壓式中空纖維納濾膜的性能與單根制備出來的基本相同；同時，本實用新型還具有結構簡單、操作方便、成本低廉等優點。

需要指出的是，上述實施例對本實用新型做了比較詳細的文字描述，但這些文字描述只是對本實用新型設計思路的簡單描述，而不是對本實用新型思路的限制。任何不超過本實用新型設計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新型的保護范圍內。