增强型中空纤维膜及膜生物反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种增强型中空纤维膜及膜生物反应器，包括膜纤维本体，所述膜纤维本体包括选择性透氧膜，所述选择性透氧膜围成用于容纳空气的腔体，所述腔体沿所述膜纤维的长度方向延伸，所述膜纤维本体内还设有涤纶编织管，所述涤纶编织管套设于所述选择性透氧膜的外部，所述涤纶编织管包括至少两层增强层，两相邻的增强层之间通过若干连接部进行连接，各所述连接部形成一平面，所述平面沿垂直于膜纤维本体的轴线方向延伸。本实用新型专利技术增大了膜纤维中增强层的比表面积，提高了涤纶编织管与膜纤维本体中其他膜层的界面结合强度。

【技术实现步骤摘要】
增强型中空纤维膜及膜生物反应器
本技术涉及中空纤维膜领域，尤其涉及一种增强型中空纤维膜及膜生物反应器。
技术介绍
膜生物反应器(MBR)作为处理污水的新兴工艺，其具有出水水质优良，占地面积小，剩余污泥少等优点，在中水回用、工业废水、生活污水处理中引起了越来越多的重视。膜生物反应器的核心是中空纤维膜，由于普通中空纤维膜强度较低，易产生断丝的情况，无法在膜生物反应器恶劣的环境中长时间工作，所以编织管增强型中空纤维膜应运而生。编织管增强型中空纤维膜主要由外层起过滤截留作用的中空纤维膜和内层起支撑体作用的编织管组成。由于增强型中空纤维膜在使用和清洗过程中反复经受气流及大流量水流的冲击扰动，外层膜容易从编织管上脱离，导致膜作用失效。因此如何提高膜的界面结合强度使得外层膜与内层编织管能够紧密的粘合在一起是亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的目的是提供一种增强型中空纤维膜及膜生物反应器，本技术增大了膜纤维中增强层的比表面积，提高了涤纶编织管与膜纤维本体中其他膜层的界面结合强度。本技术的一种增强型中空纤维膜，用于河道水处理，包括膜纤维本体，膜纤维本体包括选择性透氧膜，选择性透氧膜围成用于容纳空气的腔体，腔体沿膜纤维的长度方向延伸，膜纤维本体内还设有涤纶编织管，涤纶编织管套设于选择性透氧膜的外部，涤纶编织管包括至少两层增强层，两相邻的增强层之间通过若干连接部进行连接，各连接部形成一平面，平面沿垂直于膜纤维本体的轴线方向延伸。进一步地，连接部包括若干纤维，纤维的两端分别连接两相邻的增强层中的其中一个增强层，纤维在同一平面内相互交织。进一步地，平面内的交织点至少为3个。进一步地，膜纤维本体的外表面连接有多个棉纤维组，每组棉纤维组中包括多根长短不一的棉纤维，棉纤维用于微生物的附着和生长。利用棉纤维作为微生物的附着和生长的载体，多根棉纤维的设置，增大了膜纤维的比表面积，使其在膜表面营造了相对稳定的微环境，为水体中微生物的附着生长，提供了优越的场所，从而促进了水体微生物的快速聚集和大量繁殖，通过微生物的作用，使河道水质得到净化和改善。进一步地，选择性透氧膜远离外表面的一侧表面涂覆有疏水纳米涂料层。以选择性透氧膜作为膜纤维的内表面，使得腔体内容纳的空气中的氧气选择性透过膜纤维并到达膜的外表面，同时在选择性透氧膜上设置疏水纳米涂料层，降低膜纤维外部的污水进入膜纤维的内部的概率。进一步地，疏水纳米涂料层包括一些具有疏水性的纳米粒子。进一步地，多根棉纤维围绕膜纤维本体的外表面设置且棉纤维远离膜纤维本体的外表面的一端形成波浪形表面。进一步地，膜纤维本体还包括外层膜，外层膜套设于涤纶编织管的外部，外层膜远离涤纶编织管的一侧表面包裹有编织层，编织层呈网格状，棉纤维的另一端与编织层连接。进一步地，各棉纤维间隔设置。进一步地，腔体的横截面呈圆形、椭圆形、正六边形或星型。进一步地，涤纶编织管呈网格状。本技术还公开了一种膜生物反应器，包括上述增强型中空纤维膜。借由上述方案，本技术至少具有以下优点：本技术的增强型中空纤维膜中设有涤纶编织管，其强度高。涤纶编织管包括至少两层增强层，两相邻的增强层之间通过若干连接部进行连接，增加了编织管的空隙数量，使其比表面积增大。在增强型中空纤维膜的制备过程中，多层的增强层与铸膜液的接触面积增大，同时，由于设置连接部，增加了各增强层之间的连接点的数量，同时也增加了增强层与铸膜液的接触面积，进一步提高铸膜液与编织管间的界面结合强度，提高膜的使用寿命。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本技术增强型中空纤维膜的横截面结构示意图；图2是图1中圈A处的放大图；图3是增强型中空纤维膜的部分结构的竖直方向剖面示意图；图4是其中编织层的结构示意图；附图标记说明：1-疏水纳米涂料层；2-选择性透氧膜；3-增强层；4-外层膜；5-编织层；6-中间膜；30-连接部；31-交织点；10-疏水纳米粒子；50-棉纤维。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。实施例1参见附图，本技术一较佳实施例的一种用于河道水处理的增强型中空纤维膜，包括膜纤维本体，膜纤维本体包括选择性透氧膜2，选择性透氧膜2围成用于容纳空气的腔体，腔体沿膜纤维的长度方向延伸。腔体的横截面呈圆形、椭圆形、正六边形或星型，可根据实际需要进行选择。膜纤维本体内设有涤纶编织管，涤纶编织管套设于选择性透氧膜2的外部，选择性透氧膜2可通过粘结法与涤纶编织管复合。涤纶编织管包括至少两层呈网格状的增强层3，两相邻的增强层3之间通过若干连接部30进行连接，各连接部30环绕内部的增强层3设置且各连接部30具有一平面，平面与膜纤维本体的轴线相垂直。连接部30包括若干纤维，纤维的两端分别连接两相邻的增强层3中的其中一个增强层3。其连接方式为纺织领域常规的连接方法，如打结、系带等等。纤维在同一平面内相互交织，同一平面内的交织点31至少为3个。这样可以提高各增强层3之间的结合强度和连接点的密度，提高增强型中空纤维膜的强度。如图2所示，连接部30由4根纤维组成，其中两根相互平行，另外两根相互交叉，形成一交织点31，两根相互交叉的纤维分别与前述两根相互平行的纤维相互交织，分别形成两交织点31，这样在同一平面内形成五个交织点31。选择性透氧膜2远离膜纤维本体外表面的一侧表面涂覆有疏水纳米涂料层1，疏水纳米涂料层1用于阻挡水分子扩散到膜纤维的内表面。疏水纳米涂料层1包括疏水纳米粒子10。以选择性透氧膜2作为膜纤维的内表面，使得腔体内容纳的空气中的氧气选择性透过膜纤维并到达膜的外表面，同时在选择性透氧膜2上设置疏水纳米涂料层1，降低膜纤维外部的污水进入膜纤维的内部的概率。膜纤维本体还包括外层膜4，外层膜4套设于涤纶编织管的外部，外层膜4可通过将铸膜液浇筑到涤纶编织管中进行固化后成型。在浇筑过程中，部分铸膜液可透过外层的增强层3进入两相邻的增强体的空隙中。为了增加铸膜液的渗透性，涤纶编织管中，外层的增强层3与内层的增强层3相比，壁厚更薄，网格的空隙更大，铸膜液同时与外层的增强层3的内、外表面进行接触，固化成膜后外层的增强层3和铸膜液便形成一个整体。且由于连接部30的存在，使得与最外层的增强层3连接的外层膜4不易剥离。由于上述制备方法，在两相邻的增强层3之间填充有与外层膜4材质相同的中间膜6。外层膜4远离涤纶编织管的一侧表面包裹有编织层5，编织层5呈网格状。编织层5上连接有多个棉纤维组，每组棉纤维组中包括多根长短不一的棉纤维50，棉纤维50用于微生物的附着和生长。棉纤维50的一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强型中空纤维膜，其特征在于：包括膜纤维本体，所述膜纤维本体包括选择性透氧膜，所述选择性透氧膜围成用于容纳空气的腔体，所述腔体沿所述膜纤维的长度方向延伸，所述膜纤维本体内还设有涤纶编织管，所述涤纶编织管套设于所述选择性透氧膜的外部，所述涤纶编织管包括至少两层增强层，两相邻的增强层之间通过若干连接部进行连接，各所述连接部形成一平面，所述平面沿垂直于膜纤维本体的轴线方向延伸。/n

【技术特征摘要】
1.一种增强型中空纤维膜，其特征在于：包括膜纤维本体，所述膜纤维本体包括选择性透氧膜，所述选择性透氧膜围成用于容纳空气的腔体，所述腔体沿所述膜纤维的长度方向延伸，所述膜纤维本体内还设有涤纶编织管，所述涤纶编织管套设于所述选择性透氧膜的外部，所述涤纶编织管包括至少两层增强层，两相邻的增强层之间通过若干连接部进行连接，各所述连接部形成一平面，所述平面沿垂直于膜纤维本体的轴线方向延伸。


2.根据权利要求1所述的增强型中空纤维膜，其特征在于：所述连接部包括若干纤维，纤维的两端分别连接两相邻的增强层中的其中一个增强层，所述纤维在同一平面内相互交织。


3.根据权利要求1或2所述的增强型中空纤维膜，其特征在于：所述平面内的交织点至少为3个。


4.根据权利要求1所述的增强型中空纤维膜，其特征在于：所述膜纤维本体的外表面连接有多个棉纤维组，每组棉纤维组中包括多根长短不一的棉纤维，所述棉纤维用于微生物的附着和生长。

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凯，杜永涛，张克勤，董伊航，周宁，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32