[发明专利]用于管式膜的针织支撑件

说明书

技术领域

本发明涉及一种加固管式内向外(i/o)和外向内(o/i)聚合物 过滤膜及其制造方法。尤其，本发明涉及管式聚合物膜，该管式聚合 物膜包括嵌在膜中的加固支撑件。聚合物膜的膜材料是聚合物复合物。 本发明不涉及陶瓷膜。 背景技术

已知在现有技术中加固管式聚合物膜是用作内向外(i/o) 膜或外向内(o/i)膜。膜的用途决定在管式膜的哪一侧(内侧或外侧) 设置背衬或加固支撑件。该加固支撑件典型地包括致密层，该致密层 中仅部分渗透膜涂料(浇铸或涂敷的溶液)，这导致加固支撑件和膜物 质之间的粘附力不足。

因此，所有被支撑的管式i/o膜在过滤时都可以承受很大的 i/o跨膜压差(TMP)，但是在反洗时承受的o/i跨膜压差却很小，这 是因为该膜容易垮塌，进而导致永久性膜损坏。反洗跨膜压差是在与 过滤(正常操作)的跨膜压差相反的方向上施加的跨膜压差。通过反 洗可以除去附着在膜上的污物。类似情况存在于反洗时承受很小i/o 跨膜压差的毛细管外向内(o/i)聚合物过滤膜，这是因为当反洗跨膜 压差太大时该膜容易与支撑件分离，并且最终可能爆裂。

因此，现有管式聚合物膜在经常需要反洗的长期半死端操 作中不能充分利用它们的全部潜力。现有管式聚合物膜的主要问题是： -所有类型的管式膜(i/o膜和o/i膜)中的膜粘附力都有限，导 致膜在用液体反洗下的反洗跨膜压差大于1bar时和在用气体反洗下 的反洗跨膜压差大于0.7bar时破损； -大多数管式制造和非织造支撑件是焊接的，并且没有膜穿入焊 缝中；因此膜容易在焊缝处与管式支撑件分离； -反洗时i/o膜的管式支撑件在较高跨膜压差下出现垮塌。

从WO 2005/061081中知道一种在以上讨论的支撑件上改 进的管式支撑件，其公开了一种用复丝纤维制造管式膜支撑件的钩编 过程。纵向和横向线在多个不同的点处系在一起，提高了支撑件的稳 定性。但是，由此得到的支撑件的横截面不是圆形的，而是多边形的。 而且，复丝纤维的使用导致管式支撑件结构的刚性比单丝结构的小； 因此这种类型的支撑件可能更容易垮塌。

从US 4061821中知道，为了得到绳完全嵌在膜中的管式膜， 用膜涂料浸渍管式编织或针织绳。但是该公开的制造方法不能使得在 所有情况下都精确控制膜的内径，尤其是在绳被膜涂料完全浸渍的情 况下。 发明目的

在现有技术状况下需要低成本的管式聚合物过滤膜，该膜 能够承受较大反洗跨膜压差并且最终可以用作内向外和外向内过滤 膜。这种膜可以找到很大的市场应用，例如应用在膜生物反应器 (MBR)中。

因此本发明旨在提供一种具有改进的机械强度和改进的反 洗特性的加固管式聚合物膜，该聚合物膜克服了现有技术的缺陷。本 发明的目的是提供和制造一种改进的或至少是可供选择的管式聚合物 膜，该管式聚合物膜包括加固支撑件，该加固支撑件可以用膜涂料浸 渍并且可以渗透膜涂料。这将允许在比1bar大得多的反洗跨膜压差下 反洗该膜，并最终在大约为过滤跨膜压差的反洗跨膜压差下反洗该膜。

本发明还旨在提供一种改进的或至少是可供选择的制造加 固管式聚合物膜的方法和一种用于制造这种膜的改进装置。本发明同 样旨在提供一种制造这种膜的方法，该方法克服了现有技术的缺陷。 发明内容

圆形空心过滤膜的尺寸范围宽。内径在0.5mm和2.5mm之 间的这种膜通常称为毛细管膜。内径大于2-2.5mm的膜通常称为管式 膜。本发明涉及毛细管和管式加固聚合物过滤膜，如在所附权利要求 中阐明的。本发明设想的膜具有在约1mm和25mm之间的内径。下 文中无论哪里使用的“管式膜”都应当解释为也包括毛细管膜。本发 明同样涉及一种如所附权利要求中所阐明的制造加固管式聚合物膜的 方法和一种用膜涂敷该加固支撑件的涂敷装置。