[发明专利]过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置

说明书

技术领域

本发明涉及水处理过滤器，更详细地，涉及采用通过电纺丝来制备的纳米纤维网的过滤介质及其制备方法和利用其的过滤装置。

背景技术

最近，随着产业的高度发展，需求高纯度、高品质的产品，因此，分离膜(membrane)技术被公认为非常重要的技术领域。尤其，在环境领域中，随着对清水的需求和对缺水的意识增加，作为解决这种问题的方案，利用分离膜的技术备受瞩目。

利用分离膜的净水、污水、废水、淡水化等工序已经正逐渐扩散并普及。并且，已脱离对分离膜本身的技术开发而将分离膜利用于应用产品，并与基于应用的分离膜性能的提高一同，扩大向周边技术的开发。

分离膜作为存在于互不相同的物质之间的具有选择功能的物质，意味着用于使有些物质选择性地通过或排除有些物质的原材料。分离膜的结构或材料及通过分离膜的物质的状态或移动原理等并不受限，只要相互隔离两个物质之间，并使物质通过它们之间的膜来产生物质的选择性移动，就可以将其原材料称为分离膜。

分离膜的种类非常多，并以多种基准来分类。

首先，基于分离操作的分类作为根据所要分离的对象物质的状态的分类法，被分为液体分离、气液分离及气体分离等。并且，根据过滤对象的大小，液体分离被分为精密过滤(micro filtration)、超滤(ultra filtration)、纳米过滤(nano filtration)、逆渗透过滤(reverse osmosi s filtration)等。

气体分离可以根据所要分离的气体的种类来进行具体分离，而在用于分离氧气的情况下是富氧，在用于分离氮的情况下是氮氧、氢分、除湿膜等。

基于膜的形状的分类可分为平膜(flat membrane)、中空纤维膜(h ollow fiber membrane)、管状膜(tubular membrane)，并且根据过滤器模块形态，它们被分为板型、螺旋缠绕型、筒型、平膜单元型、沉积型、管型等。

基于材料的分类包括无机膜和具有高分子的有机膜。最近，无机膜基于耐热性、耐久性等的优点逐渐扩大其用途，但在当前实现产品化的大部分被高分子分离膜所占据。

通常，过滤(filtration)意味着从流体分离两种以上的成分，即，分离未溶解的粒子(固体)。在固体的分离方面，过滤机理可以以网过滤、吸附、溶解、扩散机理来说明，若去除气体分离膜、逆渗透膜等一部分分离膜，则大部分完全依赖于网过滤机理。

因此，只要是具有气孔的材料，不管是任何材料，都可用作过滤介质，作为代表性的过滤介质有无纺布(nonwovens)、织物(fabric)、网(mesh)、多孔性膜(porous membrane)等。

无纺布、织物、网等因难以制备1μm以下的气孔而局限于粒子过滤(particle filtration)领域，因此，使用为预处理过滤器的概念。相反，多孔性膜可制备精密且小的气孔，从而使用于精密过滤(micro filtrati on)、超滤(ultra filtration)、纳米过滤(nano filtration)、逆渗透过滤(reverse osmosis filtration)等广泛的过滤领域和需要最高精密度的工序中。

无纺布、网及织物由数微米至数百微米粗度的纤维形成，从而难以制备1微米以下的微细气孔。尤其，在无纺布的情况下，通过纤维的随机排列来形成网，因而在事实上不可能制备均匀的气孔。在熔喷(melt-blown)的情况下，可以被称为具有由1～5μm范围的线径形成的无纺布，但在热压延之前的气孔的大小为6微米以上，且压延之后的气孔的大小仅为3微米，而以基准点为中心，产生±20％以上的平均气孔大小的偏差，具有相当大的气孔共存的结构。

由此，无纺布、网及织物难以阻挡污染物质通过相对大的气孔流出，从而只能降低过滤效率。因此，上述的多个过滤介质在不精密的过滤工序或在精密过滤工序中作为预处理概念来使用。