[发明专利]一种中空纤维溶氧膜及其组件

说明书

技术领域

本发明涉及污水及废水处理领域，具体涉及一种中空纤维溶氧膜及其组件。

背景技术

在废水和污水处理过程中，生化处理是十分重要的一个环节。其中好氧生化处理是通过曝气装置将空气中的氧强制向污废水中转移以提高水中溶解氧的浓度，从而保证污泥液中好氧微生物在有足够溶解氧的条件下对污水中有机物进行氧化分解，以去除水中杂质，达到净化水质的目的。

曝气系统是污废水处理过程中最大的耗能环节，约占总能耗的50-70％，因而提高曝气装置的充氧性能是降低能耗最为有效的方式。现有的曝气装置种类很多，如散流式曝气器、管式曝气器、金山型曝气器等，多是在圆盘上或者管上通过机械加工成孔，由于结构的限制，其曝气孔的孔径最小只能达到100um左右，形成的气泡较大，充氧性能差，氧的利用率和动力效率低，能耗高。

中空纤维膜是外形像纤维状，具有自支撑作用的膜，膜壁微孔密布，孔径可达到几个到几十个微米，广泛应用于污水处理、饮用水净化、中水回用、食品加工、生物医药等各领域的过滤或分离。现有的中空纤维膜在应用于氧的传质时，气液传氧阻力大，氧溶解的速度低，溶氧效率差，这阻碍了其在曝气领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种中空纤维溶氧膜及其组件。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种中空纤维溶氧膜，其原料包括以下重量份配比的组份：高分子聚合物20-80份、溶氧剂1-10份、传氧剂1-10份、高沸点稀释剂10-80份及成孔剂2-30份，其制备方法为：将各组份混合后于双螺杆挤出机在温度150-250℃、压力5～20bar下混合塑化热熔形成粘稠物，挤出形成中空纤维膜并冷却定型，其内腔中通压缩空气或所述高沸点稀释剂、将形成的中空纤维膜于分离槽中分离出所述高沸点稀释剂及成孔剂；或

其原料包括以下组份按重量份配比：高分子聚合物12-40份、溶氧剂1-10份、传氧剂1-10份、溶剂50-86份及成孔剂2-30份，其制备方法为：将所述组份混合后于50-100℃下加热形成均相液态、通过纺丝的方式形成中空纤维膜，其内腔中通纯水或纯水与溶剂的混合液，将形成的中空纤维膜于凝固槽中分离出所述溶剂及成孔剂；

其中所述溶氧剂是煤油、石蜡或含氟碳化物中的至少一种。

优选的，所述高分子聚合物是聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚砜、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚苯硫醚、聚氨酯、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

优选的，所述传氧剂是烷烃、油酸、豆油、甲苯、松节油中的至少一种。

优选的，所述高沸点稀释剂是甲苯、二甲苯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种。

优选的，所述溶剂是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、二甲基亚砜、丁酮、四氢呋喃中的至少一种。

优选的，所述成孔剂是丙三醇、聚乙二醇、氯化锂、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。

优选的，所述中空纤维溶氧膜的内径是0.2-1.5mm，壁厚是0.1-0.2mm，孔径小于0.3um。

一种中空纤维膜溶氧膜组件，包括若干上述中空纤维溶氧膜制成的膜丝及至少一气母管，所述膜丝弯曲形成U型结构且两末端分别与所述气母管导通；氧气由所述气母管进入所述膜丝的内腔中，并由其微孔向外扩散。

优选的，所述膜丝沿所述气母管的外周圈排布；多个所述气母管依次串接相通以形成过气通道，过气通道的一端与进气装置连通，另一端通过堵头封闭。

优选的，所述膜丝沿轴向平行排列于所述气母管两侧形成膜片，膜片的末端通过限位结构固定。

优选的，还包括一三通接头，三通接头一端与进气装置连通，另外两端分别连接所述气母管，气母管末端通过堵头封闭。

优选的，所述气母管的壁体上设置有与所述膜丝配合的穿孔，所述膜丝的两末端穿过所述穿孔并通过胶黏剂固定于所述气母管内。

优选的，还包括配合于所述气母管轴向上的支杆，所述膜丝两末端通过胶黏剂固定于所述气母管内部，弯曲端固定于支杆的末端，并依次沿支杆的外周排列形成柱状结构。

优选的，还包括至少一多接头管件，其各接头分别连接一所述气母管；所述多个多接头管件依次串接相通以形成过气通道，过气通道的一端与进气装置连通，另一端通过堵头封闭。

本发明的有益效果是：