[发明专利]一种高强度高精度的MBR膜制备方法

说明书

本发明提供一种制备高强度高精度的MBR膜的方法，纺丝原料经过搅拌、脱泡、纺丝，通过控制纺丝原液的组成、温度，控制一级凝固浴、二级凝固浴的组成浴温度，控制纺丝的速度，制备出的膜丝经过后处理后，可得到膜孔径0.01‑0.2μm可控，其强度大于80MPa，通量大于300L/(h·m²)的MBR膜丝。

技术领域

本发明属于纤维膜材料领域，具体涉及一种高强度高精度的中空纤维膜及其制备方法。

背景技术

MBR膜生物反应器是一种新型水处理技术，因其良好的分离性能，现在污水处理和水资源利用领域得到良好的应用，其使用的分离膜材料也成为现在研究的一个热点。

近年来，MBR膜技术已经广泛运用于各种工业废水、市政污水和生活污水的处理。随着膜应用范围的增大，对膜材料要求也越来越高，目前，制备MBR膜主要采用非溶剂致相分离(NIPS) 法或热致相分离(TIPS)法，NIPS法制备的膜分离精度高，但由于其较大的指状孔结构使得膜力学性能较差；TIPS法易获得较高的强度，但膜的孔径较大，不易控制，且其制备耗能较大，制备出的膜产品价格较高。所以，关于如何制备出具有高强度、高分离精度的MBR中空纤维膜是一个值得探讨的方向。

聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜因其具有优异的综合性，现被广泛用于MBR膜分离技术领域，但在水流或气流的冲击作用下和强烈扰动的操作环境下中空纤维膜易发生断丝的现象，膜在使用中出现的断丝，那么产水性能就下大大的下降，缩短膜组件的使用寿命，极大的限制了中空纤维膜的广泛应用。同时断丝率也是衡量一款超滤膜的重要指标，所以高强度高精度中空纤维MBR膜的制备是一个很有实际意义的研究，可以推广MBR膜材料得到更为广泛的应用。

许多研究者为此提出了一系列的增强方法，虽然达到一定的增强效果，但也存在一定的不足，基膜支撑多层复合膜的拉伸断裂强度比原膜有一定的提高，但增强效果不明显，多孔道增强膜不仅存在膜渗透性能下降的问题，而且膜的拉伸强度也不及编织管增强膜，膜孔径分布不均匀，孔径太大，容易造成膜丝的污堵，从而影响膜的长期使用。

发明内容

鉴于上述存在的问题，本发明的主要目的在于解决现有技术的缺陷，本发明提供一种高强度高精度MBR膜及其制备方法，通过本发明提供的制备方法制备出的MBR膜，强度高，孔径分布均匀，MBR膜同时具有内支撑管、分离层结构的MBR膜，解决了MBR膜实际应用过程中容易污堵、断丝的情况。所述制备方法具有操作简单、以及工艺条件容易控制以及生产效率高的特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是如下：

1，物料搅拌，将纺丝原液按照配方将高分子聚合物、添加剂、有机溶剂加入反应釜内搅拌均匀；

2，通过氮气压力罐将搅拌好的物料转移从搅拌罐至脱泡罐脱泡；

3，将脱泡完毕的纺丝原液，通过纺丝泵在喷丝头处与编织管交汇，铸膜液涂覆于编制管上；

4，涂覆的膜丝，经过凝固浴与喷丝头的空气段、一级凝固浴、二级凝固浴，由牵引卷绕轮处，膜丝卷绕成束，膜丝生产完毕；

5，膜丝后处理。

进一步，纺丝原液中，所述高分子聚合物为聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚乙烯或聚丙烯一种或者几种组合，所述添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或聚乙烯醇其中的一种或几种组合，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮或二甲基甲酰氨或二甲基乙酰氨或二甲基亚砜其中的一种或几种组合；