[发明专利]一种自支撑平板膜元件的制备方法

说明书

本发明提供一种自支撑平板膜元件的制备方法，属于环保技术领域，所述制备方法包括：支撑体的制备、涂膜、连接体的制备、复合。其支撑体为带状单面钩刺结构，采用刮刀将铸膜液均匀涂在带状支撑体的平面(钩刺结构的反面)上，浸入非溶剂凝固浴成膜。连接体的制备，先将长丝整经，再通过经编机织成布，然后双面起毛处理。将两片膜片的钩刺面分别与连接体的毛面贴合，多根毛面纤维被刺钩缠结，从而达到复合。本发明中平板膜元件厚度可降至2～3mm，是传统平板膜元件的1/4～1/2，解决了传统膜元件填装密度小的问题；采用具有流道功能的纺织品作为支撑体，代替了传统膜元件中的导流板，降低了成本；实现了平板膜无胶复合，简化了制备工艺。

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种自支撑平板膜元件的制备方法。

背景技术

膜生物反应器(MembraneBioreactor，简称MBR是近年来发展起来的一种新型水处理技术，它将膜技术与污水处理中的生化反应有机结合，具有出水水质好、占地面积小以及自动化程度高等优点。

应用于MBR的膜组件形式有管式膜、平板膜、螺旋卷膜、毛细管膜以及中空纤维膜，商品化产品以平板膜和中空纤维膜为主。平板膜具有不断丝、不缠毛发和不存在曝气死角等优势，但是填装密度小，制造成本高，限制了其广泛应用。传统平板膜元件由两张膜和中间的导流板构成，导流板在元件中起到支撑和导流的作用。常用导流板厚度为7mm，并且成本较高，在平板膜元件中去掉导流板，就可以解决填装密度小和成本高的问题，所以，如何替换导流板成为研究热点。

专利US2011024348A1采用薄的纺织品作为导流支撑，然后用网状胶黏剂将膜片固定在纺织品上，降低了膜元件厚度和成本。专利CN201410855758.3将薄流道网密封在两片膜片中间，通过改变元件支撑结构，同样降低了膜元件的厚度和成本。上述研究在改进元件支撑结构上取得了一定成果，但是两片膜与流道的复合需要胶黏剂参与，制备过程复杂。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种自支撑平板膜元件的制备方法，能够实现简易复合。

一种自支撑平板膜元件的制备方法，包含以下四个步骤：

步骤1、支撑体的制备：单丝与复丝原料整经；原料经织带机织成坯带；坯带上浆定型；坯带经切钩机切断单丝，形成具有单面钩刺结构的带状支撑体。

步骤2、涂膜：配制铸膜液，采用刮刀将铸膜液均匀涂在带状支撑体的平面(钩刺结构的反面)上，浸入非溶剂凝固浴成膜，为了防止钩刺划伤膜面，膜片连续制作时，牵引采取定长裁剪方式。

步骤3、连接体的制备：先将长丝整经，再通过经编机织成布，然后双面起毛处理。分别用到整经机、高速经编机及起毛机。

步骤4、复合：将两片膜片的钩刺面分别与连接体的毛面贴合，多根毛面纤维被刺钩缠结，从而达到复合。

步骤1中，所述单丝材料可以是涤纶、铜丝、锦纶、铝丝、丙纶中的一种或几种；所述单丝直径为0.01～5mm，优选为.0.1～2mm；所述复丝材料可以是涤纶、锦纶、丙纶的一种或几种；所述复丝规格为50～1000D，优选为150～420D；所述钩刺结构凸起部分高度为0.5～5mm，优选为0.8～1.2mm；所述带状支撑体宽度为50～500mm。

步骤2中，所述膜材料可以是聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、氯化聚乙烯中的一种或几种共混；所述铸膜液的溶剂可以是N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种共混；所述铸膜液粘度为1000～10000mPa*s；

步骤3中，所述长丝材料可以是涤纶、锦纶、丙纶的一种或几种；所述长丝规格为50～1000D，优选为50～200D；所述连接体的厚度为0.3～1.0mm。

本发明产生的有益效果是：