[发明专利]中空纤维膜组件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及中空纤维膜组件及其制备方法。更具体地，本发明涉及中空纤维膜组件及其制备方法，可通过不需要密封工艺的简单方法制成的所述中空纤维膜组件呈现优异的水通过效率，并通过有规律间隔排列的中空纤维膜能够被均匀地灌注（pot）。

背景技术

中空纤维膜组件根据它的操作模式分成加压型和浸渍型。在加压型过滤器中，通过对将被处理的液体施加压力，除了例如杂质、淤泥等的固体以外，只有液体被允许通过中空纤维膜的表面渗透进中空内。

虽然所述加压型过滤器需要用于液体循环的单独的设备，但是它具有每单位时间渗透进水的量大于浸渍型过滤器每单位时间渗透进水的量的优点。相反地，在浸渍型过滤器中，所述中空纤维膜直接浸入储存有将被处理的液体的罐中，并对所述中空纤维膜的内部施加负压，从而除了例如杂质、淤泥等的固体以外，只让所述液体选择性地通过所述中空纤维膜的表面渗透进入中空内。虽然所述浸渍型过滤器提供的每单位时间渗透进水的量比所述加压型过滤器提供的每单位时间渗透进水的量少，但是所述浸渍型过滤器通过消除用于液体循环的设备，具有减少用于设备和操作的费用的优点。

所述加压型过滤器和所述浸渍型过滤器都可分成两端水收集类型和单端水收集类型，在两端水收集类型中，所述中空纤维膜的两端收集通过所述中空纤维膜流入中空内的渗透进的水，在单端水收集类型中，所述中空纤维膜的末端收集渗透进的水。

通过将具有固定长度的中空纤维膜束固定到集水管而制备这种中空纤维膜组件。图7和图8说明了用于制备中空纤维膜组件的典型的方法。所述中空纤维膜组件必须被最后处理以具有开口端，使得它的末端能暴露于液体中。为了这个目的，所述中空纤维膜束或薄板10浸入可溶解于水中的凝胶型逸散性材料（fugitive material）500中，然后引入灌封剂400以进行灌注工艺。这里，术语“中空纤维膜束”是指多个中空纤维膜，与根据本发明的实施方式的薄板10不同，其不以恒定的形式排列。所述凝胶型逸散性材料500用于密封所述中空纤维膜的末端，并在灌封剂400固化后，通过在水中溶解凝胶液体而使所述中空纤维膜的末端打开。图8说明了所述逸散性材料去除后的所述中空纤维膜组件。

这样，用于制备中空纤维膜组件的方法包括灌注工艺，其中，组件集水管选择性地收集渗透进所述中空纤维膜的液体，并且中空纤维膜束固定到水收集单元上。如果浸入灌注材料的一些中空纤维膜被灌注材料堵塞，则不能通过中空纤维膜进行过滤，且水通过效率劣化。因此，在用可去除的材料灌注所述组件集水管的灌注前后，有密封所述中空纤维膜末端的需要。

因此，有对在提高水通过效率的同时可通过不需要单独密封工艺的简单方法制备的中空纤维膜组件的需要。

发明内容

本发明涉及提供中空纤维膜组件及其制备方法。所述中空纤维膜组件可通过简单的方法制备，所述中空纤维膜组件具有优异的水通过效率，通过有规律间隔排列的中空纤维膜而被均匀地灌注，并通过最小化固化时间及消除密封工艺而改善制备效率。此外，所述中空纤维膜组件可提高灌注在所述集水管中的所述中空纤维膜的密度，不会经历灌封剂的泄露，并通过消除堵塞所述中空纤维膜的末端的工艺而不需要密封或切割工艺，并可减小将被废弃的所述中空纤维膜的量。

本发明的一个方面涉及中空纤维膜组件。所述中空纤维膜组件包括集水管和插入至所述集水管中的薄板块，其中，所述薄板块包括：中空纤维膜块，其中所述中空纤维膜块包括以垂直于所述集水管轴向的方向上以有规律间隔排列的多个中空纤维膜；形成在所述多个中空纤维膜的各端上并且接触所述集水管的内壁以固定到集水管的树脂块，其中，用灌封剂填充形成在所述多个中空纤维膜之间的从所述树脂块的上面到所述集水管的入口的空间，以固定所述中空纤维膜。

在一个实施方式中，所述树脂块可由热塑性树脂形成。

在一个实施方式中，从所述树脂块的下面到所述集水管的内表面的空间可形成水收集部，所述中空纤维膜可伸入所述水收集部。

在另一个实施方式中，从所述树脂块的下侧至所述集水管的内表面的空间形成水收集部，所述中空纤维膜可不伸出至所述水收集部。

所述集水管可进一步包括凸块，所述树脂块的下面安装在所述凸块上。