[发明专利]一种耐碱可反洗管式膜元件及其管式膜组件

说明书

本发明公开了一种耐碱可反洗管式膜元件，由铸膜液层和无纺布层组成，所述铸膜液层中的铸膜液渗透入无纺布的内表面，并在无纺布外表面渗出，外表面有刮膜设备控制膜层厚度；所述无纺布层为加强无纺布。所述耐碱可反洗管式膜元件用于制作管式膜组件，所述管式膜组件可反洗、耐磨损、且具有高装填密度,其处理酸碱和高温废水具有高水处理效率，且操作简单，维护简单。

技术领域

本发明属于高分子分离膜技术领域，特别涉及一种耐碱可反洗管式膜元件及其管式膜组件。

背景技术

管式膜一般是由铸膜液层和无纺布层组成，铸膜液层和无纺布自身的性能制约了管式膜的应用，目前多是只能适用于中性废液处理领域（pH=4-10）。铸膜液的性能决定了水处理膜的性能，其一直存在有机聚合物常见的弊端，比如不耐酸碱、不耐高温等。在一些特殊行业，如强酸强碱领域，制约了管式膜的应用。

现有无纺布多为聚酯类等聚合物，其不耐酸碱，会在酸碱环境中水解，导致结构解体，不能用于酸碱环境水处理，而耐酸碱的聚丙烯太软，聚乙烯太硬，不利于作为支撑体制备成管式膜元件。

常规制备管式膜元件的工艺是将铸膜液流延到无纺布的内表面再通过相转化法成膜。采用这种工艺，铸膜液层和无纺布层是两个体系，相互粘结力小，在正常过滤过程中，铸膜液层紧紧贴到无纺布层上，铸膜液层是过滤层，无纺布层为支撑层，形成稳定的管式膜元件。而在反洗时，料液先经过无纺布层再经过铸膜液层，两层粘结力小，不能对铸膜液层起支撑作用，极易引起铸膜液层与无纺布脱离，最终导致管式膜元件失去过滤效果，所以常规管式膜元件是不能反洗的。

CN201880020284.7提供了一种半透膜支撑体，该半透膜支撑体是含有以聚丙烯作为芯成分、且以聚乙烯作为鞘成分的芯鞘型复合纤维而得到的湿式无纺布，半透膜支撑体的断裂强度为300~1000kPa。也能够耐受反复的洗涤、反洗的半透膜支撑体。但是该专利提供的支撑体的强度太低，不适用于高压环境下长期使用和反复反洗。

发明内容

本发明为解决现有的有机管式膜不耐酸碱以及不能反洗的问题，提供一种可反洗、耐磨损、耐碱管式膜元件及其高装填密度的耐碱可反洗管式膜组件。

本发明所述的耐碱可反洗管式膜元件，由铸膜液层和无纺布层组成，

所述铸膜液层中的铸膜液渗透入无纺布的内表面，并在无纺布外表面渗出，外表面有刮膜设备控制膜层厚度，实现膜层与无纺布的紧密锚固，增加两者的结合力，提高反洗压力性能。

所述铸膜液层中的铸膜液涂覆与无纺布层的内表面，渗透入无纺布层内，并在无纺布外表面渗出，形成内层铸膜液层和铸膜液渗透层；所述内层铸膜液膜层厚度为10-50μm。

所述无纺布层为加强无纺布层，其加强方式为：①基体为无纺布带缠绕成管，在无纺布外表面设置有薄条状PE加强，所述薄条状PE的宽度为2-4mm，厚度为0.1-0.3mm；所述薄条状PE的分布为：距离无纺布带边缘3-5mm范围内设置有薄条状PE，且每条薄条状PE的间距为3-6mm；②使用厚条状PE覆盖无纺布带之间的缝隙，所述厚条状PE的宽度为3-5mm，厚度为0.25-0.45mm。③所述厚条状PE和薄条状PE均通过超声波焊接固定于无纺布管的表面。

所述铸膜液为耐碱铸膜液，不会在碱性环境中水解，且铸膜液的粘度为8000-13000 mPa·s。

所述铸膜液不仅在无纺布内表面形成一层内层铸膜液层，且渗透入无纺布内部，并在无纺布层外表面形成外层铸膜液层；所述外层铸膜液膜层的厚度为10-50μm。

所述铸膜液选自PES\PEK\PEEK中的一种或几种中的任意比例的混合物。

所述铸膜液的原料组成包括：PES和PEK的混合粉体（2：1）占比15-18%，PVP占比8-10%，Al₂O₃占比0.5-1%，LiCl占比1-2%，余量N,N-二甲基乙酰胺。