中空纤维膜滤芯单元的制作方法

1.本实用新型涉及水处理技术领域，特别涉及一种中空纤维膜滤芯单元。


背景技术：

2.工业上应用的膜组件主要有中空纤维式、管式、螺旋卷式、板框式等四种型式。其中，中空纤维膜组件可以广泛应用在饮用水、海水淡化过程的ro装置前处理、食品方面、医药废水及环境工程应用等领域，中空纤维膜组件的单位装填膜面积比其他组件都大，分为外压式和内压式。将大量的中空纤维安装在一个管状容器内，中空纤维的一端以环氧树脂与管外壳壁固封制成膜组件。中空纤维超滤膜的制膜材料常见的有聚砜、磺化聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、聚砜酰胺、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素等。作为水处理用的中空纤维膜通常需要重点考虑耐久性和耐药品性能，中空纤维超滤膜大多采用多孔膜层并粘合超滤膜皮层，拉伸强度小，不耐久使用，寿命周期短，生产成本高。


技术实现要素：

3.本申请针对现有技术的不足，所要解决的技术问题是提供一种中空纤维膜滤芯单元，具有优异的抗拉强度和耐久使用性，有效减少膜丝断裂现象，有效抑制水垢附着发生，提高分离透过性能，使用周期长，降低生产成本。
4.本申请是通过以下技术方案使上述技术问题得以解决。
5.中空纤维膜滤芯单元，包括芯管，所述芯管管壁上开设有若干渗透孔，所述芯管外部卷绕有中空纤维膜组，所述中空纤维膜组的中空纤维膜丝两端分别通过环氧树脂固定在所述芯管的两端，所述中空纤维膜组包括由内至外依次设置、渗透系数依次减少且相互交叉螺旋卷绕的内中空纤维膜丝束、中间中空纤维膜丝束和外中空纤维膜丝束，所述中空纤维膜丝包括交联聚酰胺多孔膜支撑层，所述交联聚酰胺多孔膜支撑层的至少一侧表面上涂覆有交联芳香聚酰胺半透膜层，所述中空纤维膜丝的外径为0.5毫米至1.8毫米，所述中空纤维膜丝的内径为0.08毫米至1.5毫米。
6.作为优选，所述芯管的截面积与所述中空纤维膜组截面积比为1:3至1:12。
7.作为优选，所述交联聚酰胺多孔膜支撑层的厚度为0.02毫米至0.3毫米。
8.作为优选，所述交联芳香聚酰胺半透膜层厚度为20纳米至3500纳米。
9.作为优选，所述中空纤维膜丝的厚度为0.08mm至0.3mm。
10.作为优选，所述交联聚酰胺多孔膜支撑层的孔隙率为55％至85％。
11.作为优选，所述内中空纤维膜丝束与所述中间中空纤维膜丝束的厚度比为0.8至1.5。
12.作为优选，所述中间中空纤维膜丝束与所述外中空纤维膜丝束的厚度比为1至1.2。
13.作为优选，所述内中空纤维膜丝束、所述中间中空纤维膜丝束和所述外中空纤维膜丝束的螺旋角度均为40度至65度。
14.作为优选，所述中空纤维膜丝的外径为0.8毫米至1.5毫米，所述中空纤维膜丝的内径为0.2毫米至1毫米。
15.本申请的有益效果：
16.1.内中空纤维膜丝束、中间中空纤维膜丝束和外中空纤维膜丝束之间相互交叉螺旋卷绕形成空隙，能够有效减少膜丝外部滤液的偏流现象，抑制滤液中的杂质滞留在中空纤维膜丝之间，减少流动压损，增加渗透通量，提高分离透过效率。
17.2.内中空纤维膜丝束、中间中空纤维膜丝束和外中空纤维膜丝束的渗透系数依次减少，减少滤液流量下限，提高分离透过效率。
18.3.交联芳香聚酰胺半透膜层分离透过效果好，具有更好的抗污染特性和高耐氯性，有效抑制透水性和脱盐性能降低，交联聚酰胺多孔膜支撑层的厚度经过优化设计保证膜丝的结构强度，膜丝不易发生断裂现象，延长寿命周期，耐久使用。
19.4.通过优化结构设计，使得芯管的截面积与中空纤维膜组截面积比为1:3至1:12，在保证结构强度的同时，有效防止芯管破损，降低流动压损，提高膜面积，增大渗透通量。
附图说明
20.为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
21.图1是本申请实施例的结构示意图。
22.图中：1
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芯管，2
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渗透孔，3
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内中空纤维膜丝束，4
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中间中空纤维膜丝束，5
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外中空纤维膜丝束，6
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交联聚酰胺多孔膜支撑层，7
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交联芳香聚酰胺半透膜层。
具体实施方式
23.下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
24.请参阅图1，本申请实施例的中空纤维膜滤芯单元，包括芯管1，所述芯管1管壁上开设有若干渗透孔2。所述芯管1外部卷绕有中空纤维膜组，所述中空纤维膜组的中空纤维膜丝两端分别通过环氧树脂固定在所述芯管1的两端，优选的，所述芯管1的截面积与所述中空纤维膜组截面积比为1:3至1:12。
25.所述中空纤维膜组包括由内至外依次设置、渗透系数依次减少且相互交叉螺旋卷绕的内中空纤维膜丝束3、中间中空纤维膜丝束4和外中空纤维膜丝束5，具体的说，所述内中空纤维膜丝束3、所述中间中空纤维膜丝束4和所述外中空纤维膜丝束5的螺旋角度均为40度至65度。进一步的，所述内中空纤维膜丝束3与所述中间中空纤维膜丝束4的厚度比为0.8至1.5，所述中间中空纤维膜丝束4与所述外中空纤维膜丝束5的厚度比为1至1.2。
26.所述中空纤维膜丝的外径为0.5毫米至1.8毫米，所述中空纤维膜丝的内径为0.08毫米至1.5毫米，优选的，所述中空纤维膜丝的外径为0.8毫米至1.5毫米，所述中空纤维膜丝的内径为0.2毫米至1毫米。优选的，所述中空纤维膜丝的厚度为0.08mm至0.3mm。
27.所述中空纤维膜丝包括交联聚酰胺多孔膜支撑层6，具体的说，所述交联聚酰胺多孔膜支撑层6的孔隙率为55％至85％。所述交联聚酰胺多孔膜支撑层6的至少一侧表面上涂覆有交联芳香聚酰胺半透膜层7。具体的说，所述交联聚酰胺多孔膜支撑层6的厚度为0.02毫米至0.3毫米。所述交联芳香聚酰胺半透膜层7厚度为20纳米至3500纳米。
28.以上所述，仅为本实用新型的部分实施例和实施方式，本实用新型的保护范围不局限于此，任何熟知本领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.中空纤维膜滤芯单元，其特征是：包括芯管(1)，所述芯管(1)管壁上开设有若干渗透孔(2)，所述芯管(1)外部卷绕有中空纤维膜组，所述中空纤维膜组的中空纤维膜丝两端分别通过环氧树脂固定在所述芯管(1)的两端，所述中空纤维膜组包括由内至外依次设置、渗透系数依次减少且相互交叉螺旋卷绕的内中空纤维膜丝束(3)、中间中空纤维膜丝束(4)和外中空纤维膜丝束(5)，所述中空纤维膜丝包括交联聚酰胺多孔膜支撑层(6)，所述交联聚酰胺多孔膜支撑层(6)的至少一侧表面上涂覆有交联芳香聚酰胺半透膜层(7)，所述中空纤维膜丝的外径为0.5毫米至1.8毫米，所述中空纤维膜丝的内径为0.08毫米至1.5毫米。2.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述芯管(1)的截面积与所述中空纤维膜组截面积比为1:3至1:12。3.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述交联聚酰胺多孔膜支撑层(6)的厚度为0.02毫米至0.3毫米。4.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述交联芳香聚酰胺半透膜层(7)厚度为20纳米至3500纳米。5.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述中空纤维膜丝的厚度为0.08mm至0.3mm。6.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述交联聚酰胺多孔膜支撑层(6)的孔隙率为55％至85％。7.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述内中空纤维膜丝束(3)与所述中间中空纤维膜丝束(4)的厚度比为0.8至1.5。8.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述中间中空纤维膜丝束(4)与所述外中空纤维膜丝束(5)的厚度比为1至1.2。9.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述内中空纤维膜丝束(3)、所述中间中空纤维膜丝束(4)和所述外中空纤维膜丝束(5)的螺旋角度均为40度至65度。10.根据权利要求1所述的中空纤维膜滤芯单元，其特征是：所述中空纤维膜丝的外径为0.8毫米至1.5毫米，所述中空纤维膜丝的内径为0.2毫米至1毫米。

技术总结
本实用新型公开了一种中空纤维膜滤芯单元，包括芯管，芯管管壁上开设有若干渗透孔，芯管外部卷绕有中空纤维膜组，中空纤维膜组的中空纤维膜丝两端分别通过环氧树脂固定在所述芯管的两端，中空纤维膜组包括由内至外依次设置、渗透系数依次减少且相互交叉螺旋卷绕的内中空纤维膜丝束、中间中空纤维膜丝束和外中空纤维膜丝束，中空纤维膜丝包括交联聚酰胺多孔膜支撑层和交联芳香聚酰胺半透膜层，中空纤维膜丝的外径为0.5毫米至1.8毫米，中空纤维膜丝的内径为0.08毫米至1.5毫米。本实用新型具有优异的抗拉强度和耐久使用性，有效减少膜丝断裂现象，有效抑制水垢附着发生，提高分离透过性能，使用周期长，降低生产成本。降低生产成本。降低生产成本。


技术研发人员：李正勇 黄英鸣
受保护的技术使用者：杭州澳科过滤技术有限公司
技术研发日：2020.11.19
技术公布日：2021/9/7