本實用新型涉及一種中空纖維復(fù)合膜的成型裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，隨著我國工業(yè)化和城市化的進(jìn)程的不斷深入，大量的工業(yè)和生活污染物排放到環(huán)境中，給水體帶來越來越嚴(yán)重的污染。惡化的水質(zhì)危及工業(yè)生產(chǎn)和人們的健康，增加了整個社會獲取水資源的成本。目前水資源短缺已成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素。例如中國的淡水資源人均僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5，已被列入全世界人均水資源13個貧水國家之一，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。而且分布不均，大量淡水資源集中在南方，北方淡水資源只有南方水資源的1/4。有些城市因地下水過度開采，形成了幾百平方公里的大漏斗里。又由于工業(yè)廢水的排放，導(dǎo)致80％以上的地表水、地下水被污染。中國五大湖泊和七大水系全部中度以上污染，21％以上的監(jiān)測斷面為劣V類水體；全國的40％的城市郊區(qū)地下水被污染，90％以上的城市水域污染嚴(yán)重。專家們警告：“20年后中國將找不到可飲用的水資源”。為此在各個領(lǐng)域，不論是市政公用用水還是工業(yè)企業(yè)，污水回用已經(jīng)成為了非常緊迫和現(xiàn)實的工作。進(jìn)入新世紀(jì)，國家把污水處理擺在戰(zhàn)略性高度的位置，國家環(huán)保總局環(huán)境規(guī)劃院預(yù)測，我國“十二五”和“十三五”時期廢水治理投入將分別達(dá)到1.05萬億元和1.39萬億元，污水回用資源化市場非常巨大。

近年來，膜生物反應(yīng)器(MBR)由于具有以下特點而被廣泛應(yīng)用于中水回用領(lǐng)域：

1.高效地進(jìn)行固液分離，其分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實現(xiàn)了污水資源化；2.膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，運行控制靈活穩(wěn)定；3.由于MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合二為一，并取代了三級處理的全部工藝設(shè)施，因此可大幅減少占地面積，節(jié)省土建投資；4.利于硝化細(xì)菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高。通過運行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能；5.由于泥齡可以非常長，從而大大提高難降解有機物的降解效率；6.反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長泥齡下運行，剩余污泥產(chǎn)量極低，由于泥齡可無限長，理論上可實現(xiàn)零污泥排放；7.系統(tǒng)實現(xiàn)PLC控制，操作管理方便。

然而，由于MBR工藝中曝氣頻繁，通常膜絲存在強度不夠，斷絲較多的現(xiàn)象。另外，膜絲用于污水處理過程中，有時會由于泥沙，雜質(zhì)等對膜絲的刮擦形成小的擦痕、裂紋或膜表層從中空繩上局部脫落，從而形成應(yīng)力集中點，繼續(xù)曝氣抖動時，破損或裂痕會沿此應(yīng)力集中點持續(xù)擴大，最終形成破裂或斷絲，造成嚴(yán)重的安全問題。

鑒于如上原因，有必要研究一種中空纖維復(fù)合膜的成型裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

考慮到至少一個上述問題而完成了本實用新型，并且本實用新型的一個目的在于提供一種中空纖維復(fù)合膜的成型裝置，其特征在于包括：

制膜液裝置，其容納有制膜液；

計量泵，其一端通過管道與制膜液裝置連接；

噴涂裝置，其通過管道與計量泵的另一端連接；

牽引裝置；以及

中空繩；

其中，該噴涂裝置為圓環(huán)形套筒，該套筒內(nèi)表面具有微孔，中空繩一端穿過圓環(huán)形套筒與牽引裝置連接。

根據(jù)本實用新型另一方面，所述微孔為多個且均勻分布在所述套筒的內(nèi)表面。

根據(jù)本實用新型另一方面，還包括與計量泵和牽引裝置連接的速度控制單元。

根據(jù)本實用新型另一方面，還包括凝膠浴固化裝置。

根據(jù)本實用新型另一方面，圓環(huán)形套筒長度為5-20cm，厚度為0.5-2cm,內(nèi)徑為1-3mm。

根據(jù)本實用新型另一方面，微孔的形狀為條形或孔形。

根據(jù)本實用新型另一方面，所述中空繩的材料為尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯或棉。

根據(jù)本實用新型另一方面，所述制膜液的材料包括聚偏二氟乙烯、聚砜、聚醚砜和聚丙烯腈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于：本實用新型裝置通過對涂覆工藝改進(jìn)，加大計量泵速度可加強制膜液對繩表面的浸入，大大提高膜表層對支撐繩層的吸附力，從而使涂覆層不容易剝落，有效地解決其他實用新型中制膜液粘附性不強、涂覆層易剝落等問題，在膜生物反應(yīng)器等苛刻領(lǐng)域的曝氣過程中有效抑制表面出現(xiàn)破損的發(fā)展，避免了膜絲破裂，提高了膜絲的使用安全性。

附圖說明

圖1為根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的中空纖維復(fù)合膜的成型裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的裝置包括的涂覆裝置的出料孔形狀示意圖；

圖3為根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的裝置包括的涂覆裝置的出料孔形狀示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，通過優(yōu)選實施例來描述本實用新型的最佳實施方式，這里的具體實施方式在于詳細(xì)地說明本實用新型，而不應(yīng)理解為對本實用新型的限制，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)范圍的情況下，可以做出各種變形和修改，這些都應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

參見圖1-3，本實用新型優(yōu)選實施例提供了一種中空纖維復(fù)合膜的成型裝置。該中空纖維復(fù)合膜的成型裝置包括：制膜液裝置1，其容納有制膜液；計量泵2，其一端通過管道與制膜液裝置1連接；噴涂裝置4，其通過管道與計量泵2的另一端連接；牽引裝置；以及中空繩3或5。其中，該噴涂裝置4為圓環(huán)形套筒，該套筒內(nèi)表面具有微孔6，中空繩3或5一端穿過圓環(huán)形套筒與牽引裝置連接。

可以理解的是，該裝置可大大加強制膜液在中空繩3或5表面的粘附力，在膜生物反應(yīng)器等苛刻領(lǐng)域應(yīng)用過程中膜表層不易脫落，防止污水泄漏到達(dá)標(biāo)水中。

優(yōu)選地，所述微孔6為多個且均勻分布在所述套筒的內(nèi)表面。

優(yōu)選地，還包括與計量泵2和牽引裝置連接的速度控制單元。

優(yōu)選地，還包括凝膠浴固化裝置。

優(yōu)選地，圓環(huán)形套筒長度為5-20cm，厚度為0.5-2cm,內(nèi)徑為1-3mm。

優(yōu)選地，微孔6的形狀為條形或孔形。

優(yōu)選地，所述中空繩3或5的材料為尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯或棉。

優(yōu)選地，所述制膜液的材料包括聚偏二氟乙烯、聚砜、聚醚砜和聚丙烯腈。

優(yōu)選地，所說的圓環(huán)形套筒長度為5-20cm，厚度為0.5-2cm，內(nèi)測直徑為1-3mm。優(yōu)選長度為10-15cm,優(yōu)選厚度為1-1.5cm，優(yōu)選內(nèi)測直徑為1.2-2mm。

優(yōu)選地，所說的圓環(huán)形套筒內(nèi)表面具有均勻分布的微孔6，微孔6的形狀為條形或孔形。如把圓環(huán)形套筒內(nèi)表面展開為平面，則其內(nèi)表面形狀如圖2-3所示。所說的條形微孔6長度為3-5mm，寬度為1-2mm，優(yōu)選長度為3-5mm，寬度為1.2-1.5mm。所說的孔形微孔6直徑為0.3-0.5mm，優(yōu)選為0.4mm。

優(yōu)選地，如圖1～3所示，本實用新型還提供了一種中空纖維復(fù)合膜的成型裝置，其中，分別把聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)等制膜液通過計量泵2擠入本實用新型裝置。同時，將尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、棉繩等中空繩3或5導(dǎo)入該實用新型裝置，利用牽引機按一定速度牽引中空繩3或5，中空繩3或5通過本實用新型裝置后，表面被均勻涂覆上一層制膜液，形成初生中空纖維復(fù)合膜。該初生中空纖維復(fù)合膜經(jīng)過凝膠浴固化后，制得可用于污水處理的中空纖維復(fù)合膜產(chǎn)品。通過加大計量泵2速度可加強制膜液對繩表面的浸入，從而使涂覆層不容易剝落，有效地解決其他實用新型中制膜液粘附性不強、涂覆層易剝落等問題。

優(yōu)選地，該裝置為圓環(huán)形套筒，該圓環(huán)形套筒外表面一端連接計量泵2，內(nèi)表面具有均勻分布的微孔6。

優(yōu)選地，所說的圓環(huán)形套筒長度為5-20cm，厚度為0.5-2cm,內(nèi)測直徑為1-3mm。

優(yōu)選地，所說的圓環(huán)形套筒內(nèi)表面具有均勻分布的微孔6，微孔6的形狀為條形或孔形。如把圓環(huán)形套筒內(nèi)表面展開為平面，則其內(nèi)表面形狀如圖2所示。

優(yōu)選地，所說的制膜材料為聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)等。

優(yōu)選地，所說的中空纖維繩為尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、棉繩等。

優(yōu)選地，該裝置分別把聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)等原材料與溶劑(例如二甲基乙酰胺DMAc，N-甲基吡咯烷酮NMP等)、制孔劑(例如聚乙二醇PEG，羧甲基纖維素鈉Na-CMC等)按一定比例混合，形成制膜液，該制膜液通過計量泵2擠入本實用新型裝置。同時，將尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、棉繩等中空繩3或5導(dǎo)入該裝置，利用牽引機按一定速度牽引中空繩3或5，中空繩3或5通過本裝置后，表面被均勻涂覆上一層制膜液，形成初生中空纖維復(fù)合膜。該初生中空纖維復(fù)合膜經(jīng)過凝膠浴固化后，制得可用于污水處理的中空纖維復(fù)合膜產(chǎn)品。本實用新型裝置通過對涂覆工藝改進(jìn)，加大計量泵2速度可加強制膜液對繩表面的浸入，大大提高膜表層對支撐繩層的吸附力，從而使涂覆層不容易剝落，有效地解決其他實用新型中制膜液粘附性不強、涂覆層易剝落等問題，在膜生物反應(yīng)器等苛刻領(lǐng)域的曝氣過程中有效抑制表面出現(xiàn)破損的發(fā)展，避免了膜絲破裂，提高了膜絲的使用安全性。

優(yōu)選地，表1表示通過計量泵2轉(zhuǎn)速控制不同涂覆壓力對涂覆皮層剝落強度的比較：

可以理解的是，采用本裝置制得的中空纖維復(fù)合膜，通過對涂覆工藝改進(jìn)，使得產(chǎn)品同時具有很好的附著和柔韌性，膜拉伸強度高達(dá)300N，膜皮層剝落強度可達(dá)10公斤以上，完全不存在斷絲問題。而良好的附著性使膜表皮在曝氣過程中不會被剝落，有效抑制表面出現(xiàn)破損的發(fā)展，避免了膜絲破裂，提高了膜絲的使用安全性，可廣泛應(yīng)用于中水回用領(lǐng)域。

實施實例1

將聚偏二氟乙烯(PVDF)粉末狀原材料與溶劑、制孔劑按一定比例混合，形成制膜液，該制膜液通過計量泵2擠入內(nèi)表面為條形的圓環(huán)形套筒。同時，將外徑為2mm的中空棉繩導(dǎo)入該裝置，利用牽引機按一定速度牽引中空繩3或5，中空繩3或5通過本裝置后，表面被均勻涂覆上一層制膜液，形成初生中空纖維復(fù)合膜。該初生中空纖維復(fù)合膜經(jīng)過凝膠浴固化后，制得中空纖維復(fù)合膜產(chǎn)品。所制得的中空纖維膜的外徑為2.5mm，其剝落強度為8.2bar。

實施實例2-4：

分別將聚砜(PS)(實施實例2)、聚醚砜(PES)(實施實例3)、聚丙烯腈(PAN)(實施實例4)粉末狀原材料與溶劑、制孔劑按一定比例混合，形成制膜液，該制膜液通過計量泵2擠入內(nèi)表面為條形的圓環(huán)形套筒。同時，將外徑為2mm的中 空棉繩導(dǎo)入該裝置，利用牽引機按一定速度牽引中空繩3或5，中空繩3或5通過本裝置后，表面被均勻涂覆上一層制膜液，形成初生中空纖維復(fù)合膜。該初生中空纖維復(fù)合膜經(jīng)過凝膠浴固化后，制得中空纖維復(fù)合膜產(chǎn)品。所制得的中空纖維膜的外徑為2.5mm，其剝落強度為10.2bar、10.5bar、9.7bar。

實施實例5-6：

按實施例1-4相同的方法和步驟制備復(fù)合中空纖維膜。所不同的是本實例5-6采用的中空繩3或5為尼龍和PET。所制得的中空纖維膜的外徑為2.3mm，其剝落強度為8.2bar、8.6bar。可見相同條件下制膜液對三種基材中棉質(zhì)基材的粘附力最強。

綜上所述，本實用新型的有益效果在于：該裝置可大大加強制膜液在中空繩3或5表面的粘附力，在膜生物反應(yīng)器等苛刻領(lǐng)域應(yīng)用過程中膜表層不易脫落，防止污水泄漏到達(dá)標(biāo)水中。采用本實用新型裝置制得的中空纖維復(fù)合膜，通過對涂覆工藝改進(jìn)，使得產(chǎn)品同時具有很好的附著和柔韌性，膜拉伸強度高達(dá)300N，完全不存在斷絲問題。而良好的附著性使膜表皮在曝氣過程中不會被剝落，有效抑制表面出現(xiàn)破損的發(fā)展，避免了膜絲破裂，提高了膜絲的使用安全性。

本實用新型不限于上述具體實施例。可以理解的是，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)范圍的情況下，可以做出各種變形和修改，這些都應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。