專利名稱：玻璃纖維編織管表面涂膜改性及平板化膜組件的制作方法
技術領域：
本發明屬于膜分離技術應用技術領域，特別涉及玻璃纖維編織管表面涂膜改 性及平板化膜組件。
背景技術：
膜生物反應器(membrane bioreactor， MBR)已成為一種世界關注的污水 處理和污水資源化技術。MBR近40年來研究與應用發展迅速，特別是近10-15 年，國內外有關MBR文章數量直線增長，應用工程數量和規模不斷擴大，萬噸 一幾十萬噸/日的污水處理工程不斷出現。據全球最大的專業電信咨詢公司之一 的美國Frost & Sullivan咨詢公司2007年的研究報告，目前世界MBR市場已 達5億美元，并以每年平均以2位數字百分率的速度增長。據2000年我國工業 廢水和生活污水排放總量數據，直排水量近1.31億噸/日。若直排水的1/10由 膜生物反應器凈化，水量約為1310萬噸/日，按2000元/噸水造價估計，約有 262億元人民幣的國內市場需求。目前工程上采用的主要為有機膜，隨著工程應 用的逐漸擴大，有機膜強度低、壽命短、消耗石油資源等問題日益凸現。針對 上述問題，本專利提出了玻璃纖維編織管的表面涂膜改性工藝。玻璃纖維編織 管造價低，機械強度大，拉伸強度在200MPa以上[潘碧峰，羅運軍,姚維尚,譚惠民.樹形
分子鍵合劑在玻璃纖維試片中的應用[J].含能材料，2004,12(5): 277-281]。但是玻璃纖維編制編
織管表面孔隙率低(在1.5% 8%之間)，有效過水面積小，且孔徑大(約90toi
左右)，因此若直接將由玻璃纖維編織管做成的動態膜膜組件應用于污水處理 中，會出現膜孔迅速堵塞、膜通量急劇下降的情況。本專利提出的涂膜工藝將 無機玻璃纖維編織管作為支撐層，在其表面浸涂有機膜液，能有效提高孔隙率， 增加有效過水面積，且有效防止膜孔堵塞。目前玻璃纖維編織管的涂膜改性技術及由改性后的玻璃纖維編織管制成的平板化膜組件尚未見報導。
發明內容
本申請針對玻璃纖維編織管應用于膜生物反應器領域存在的問題，如孔 隙率小(在1.5% 8%之間)，有效過水面積小，孔徑大(約90Pm左右)，應用 于污水處理時易堵塞，跨膜壓差大，通量小且不穩定(2 5L/(m2.h))，提出了玻 璃纖維編織管的涂膜改性方法，并將改性后的玻璃纖維編織管制成平板化膜組 件應用于膜生物反應器領域。
本發明提出的玻璃纖維編織管表面涂膜改性及平板化膜組件制作具有節省 有機膜液、成本低、通量高、強度大及壽命長等優點。
本發明提出的一種玻璃纖維編織管表面涂膜改性及平板化膜組件，主要由 玻璃纖維編織管(1)、有機膜層(2)和集水管(3)組成。所述的玻璃纖維編 織管(1)其特征在于外徑為2 10mm，內徑為1 9mm，長度為0. 5 4m;所
述的玻璃纖維編織管表面涂膜改性，其特征在于1)采用二甲苯為溶齊U，固 體含量為1-20%的有機硅樹脂對玻璃纖維編織管固化；2)釆用二甲基乙酰胺 (DMAC)溶劑，固體含量為1-20%的有機膜液，有機膜材料包括如聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚砜(PSF)、聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE); 3)將有機硅樹脂 固化后玻璃纖維編織管浸沒于其中，浸泡時間大于5min，然后將之取出放入去 離子水中以形成膜孔后制成玻璃纖維編織管表面涂膜改性膜管；所述的平板化 膜組件，其特征在于將經改性后的玻璃纖維編織管，粘接于所述的集水管(3) 之間，在粘接時，將表面涂膜改性的玻璃纖維編織管拉直，使其形成平板化膜 組件結構。所述玻璃纖維編織管表面涂膜改性及平板化膜組件，其特征在于玻 璃纖維管(1)采用玻璃纖維材料機械編織而成，經過涂膜改性，機械強度大、 耐腐蝕、造價低，解決了涂膜改性之前存在的孔隙率低、通量小等問題，通量能達到10 25L/ (m2.h)，且膜阻力小，工作壓力小；玻璃纖維編織管(1)本 身除了震動，無大幅度擺動現象，不易折損，壽命長；同時由于有機膜液使用 量少，能有效減小石油等資源的消耗。所述的玻璃纖維編織管的表面涂膜改性 及其平板化膜組件，其特征在于膜組件為簾式平板化構型，玻璃纖維編織管 (1)間距為1 10mm，兼具了共知的中空纖維膜組件填充面積大和平板膜組件 壽命長的優點。
圖1為本發明所述的玻璃纖維編織管表面涂膜改性及平板化膜組件簡圖。 圖中1、玻璃纖維編織管，2、有機膜層，3、集水管，4、改性后玻璃纖維編 織管的截面，5、改性前的玻璃纖維編織管表面，6、涂膜后玻纖套管的表面。
具體實施例方式
(1) 將無機玻璃纖維套管按照上述方法進行涂膜改性，并將改性后的玻璃 纖維編織管用于制作膜組件，膜組件構型見附圖1所示；
(2) 將含有COD為200 500mg/L， BOD5為100 300mg/L，氨氮為50 160mg/L ， SS為20 50mg/L的生活污7jC，進入活性污泥玻璃纖維編織管動態 膜生物反應器處理，膜單元采用本發明的涂膜改性后的玻璃纖維編織管動態膜 膜組件，在氣水比為20: K—般的設計值為15-30: l)的條件下鼓氣量為5m3/hr， 溫度12 29°C， pH為6.5 8.0條件下，操作壓力為2 20kPa，穩定運行6個 月，膜通量為10 25L/ (mlh)。系統出水COD值在5 50mg/L之間變化，一 般穩定在30mg/L之下，BODs值在10mg/L之下，氨氮穩定在10mg/L以下，濁 度穩定在5NUT以下，出水水質達到《城市污水再生利用-城市雜用水水質》
(GB/T18920-2002)標準。
權利要求
1、一種玻璃纖維編織管表面涂膜改性及平板化膜組件，主要由玻璃纖維編織管(1)、有機膜層(2)和集水管(3)組成。所述的玻璃纖維編織管(1)其特征在于外徑為2～10mm，內徑為1～9mm，長度為0.5～4m；所述的玻璃纖維編織管表面涂膜改性，其特征在于1)采用二甲苯為溶劑，固體含量為1-20％的有機硅樹脂對玻璃纖維編織管固化；2)采用二甲基乙酰胺(DMAC)溶劑，固體含量為1-20％的有機膜液，有機膜材料包括如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)、聚丙烯(PP)或聚四氟乙烯(PTFE)；3)將有機硅樹脂固化后玻璃纖維編織管浸沒于其中，浸泡時間大于5min，然后將之取出放入去離子水中以形成膜孔后制成玻璃纖維編織管表面涂膜改性膜管；所述的平板化膜組件，其特征在于將經改性后的玻璃纖維編織管，粘接于所述的集水管(3)之間，在粘接時，將表面涂膜改性的玻璃纖維編織管拉直，使其形成平板化膜組件結構。
2、 如權利要求l所述玻璃纖維編織管表面涂膜改性及平板化膜組件，其特 征在于玻璃纖維管(1)采用玻璃纖維材料機械編織而成，經過涂膜改性，機械 強度大、耐腐蝕、造價低，解決了涂膜改性之前存在的孔隙率低、通量小等問 題，通量能達到10 25L/ (m2.h)，且膜阻力小，工作壓力小；玻璃纖維編織管(1)本身除了震動，無大幅度擺動現象，不易折損，壽命長；同時由于有機膜 液使用量少，能有效減小石油等資源的消耗。
3、 如權利要求1所述的玻璃纖維編織管的表面涂膜改性及其平板化膜組件， 其特征在于膜組件為簾式平板化構型，玻璃纖維編織管(1)間距為l 10mm， 兼具了共知的中空纖維膜組件填充面積大和平板膜組件壽命長的優點。
全文摘要
本發明提供一種玻璃纖維編織管表面涂膜改性及平板化膜組件技術，主要由玻璃纖維編織管、有機膜層(包括端子)和集水管等部分組成，其特征在于玻璃纖維管作為支撐層，具有機械強度大，造價比較低等優點；玻璃纖維編織管涂膜改性后，能有效提高表面的孔隙率，增加有效過水面積，提高膜通量。經改性后的玻璃纖維編織管制成平板化簾式構型膜組件，兼具了中空纖維膜組件填充面積大和平板化膜組件壽命長的優點，并且機械強度大、耐腐蝕、造價低，從而克服了傳統有機膜組件的缺點，同時解決了未經改性的玻璃纖維編織管存在的孔隙率低、通量小等問題；此外，由于有機膜液使用量少，能有效減小石油等資源的消耗。
文檔編號B01D69/00GK101642681SQ20081011770
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月4日 優先權日2008年8月4日
發明者艷 于, 吳光夏, 徐國梁, 楊文靜, 樊耀波, 蘇宗華, 袁棟棟, 新 陳 申請人:中國科學院生態環境研究中心