一種帶自粘過濾膜的過濾元件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體地涉及一種過濾材料及其制造方法，特別是用于構(gòu)成膜生物處理器的一種帶自粘過濾膜的過濾元件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]過濾復(fù)合材料目前被廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域，包括城市污水處理、工業(yè)污水處理、污水回用、飲用水處理以及灰水處理等方面。目前較常用的膜元件的構(gòu)成是一個(gè)支撐無紡布層和一個(gè)多孔的過濾膜層。例如DE37 12 872A1公開了一種過濾元件，由一個(gè)膜和一個(gè)能穿流的排水結(jié)構(gòu)組成。排水結(jié)構(gòu)包括織物、無紡布、穿孔的或壓印的薄膜或者這些材料的組合。
[0003]又例如DE20 2005 047 Ul公開了一種兩層或多層的用于從流體流中出去顆粒的復(fù)合過濾介質(zhì)，包括一個(gè)膜過濾層和至少一個(gè)設(shè)置在它上游的深度過濾層。在該發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選是實(shí)施例中還包括一支撐層，該支撐層布置在膜過濾層的上游或下游的側(cè)面上，并且僅僅與一個(gè)膜過濾層連接。
[0004]而在EP 0730490B1公開的一種過濾復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)多孔的過濾雜質(zhì)、一個(gè)多孔的支撐介質(zhì)和一個(gè)具有排水處理的基材。多孔的過濾介質(zhì)和多孔的支承介質(zhì)借助溶媒與基材連接，使得過濾介質(zhì)的滲透性不明顯的減少。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，基材由聚合物材料制成并且具有凹槽，在相鄰凹槽之間的區(qū)域與多孔的支撐介質(zhì)想粘接。在另一個(gè)實(shí)施例中，基材構(gòu)成為帶有相對(duì)置的平的表面的片或板，其中每個(gè)平的表面與一個(gè)多孔的支撐介質(zhì)和一個(gè)多孔的過濾介質(zhì)用溶酶粘結(jié)。
[0005]對(duì)于上述公開的專利所涉及的過濾元件，在具體應(yīng)用的時(shí)候，通過膜層時(shí)顆粒較大的物質(zhì)被吸附在膜表面上，隨著使用時(shí)間的增加，這些顆粒逐漸堵塞膜表面并且降低系統(tǒng)的過濾效率。在設(shè)備維護(hù)時(shí)，需要定期以機(jī)械或者化學(xué)的方式清理膜表面，而這就需要拆開清潔設(shè)備，耗時(shí)耗力，導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)費(fèi)用過高。為了解決這一問題，可以采用反清洗步驟清潔膜表面，常用的反清洗方法是提高過濾元件的內(nèi)壓力，使液體通過過濾元件的內(nèi)部穿過過濾膜向外流動(dòng)從而沖刷掉膜表面的殘留物。同樣的，反清洗需要周期性的運(yùn)行，但由于每次進(jìn)行發(fā)清洗步驟時(shí)，都需要提高過濾元件的內(nèi)壓力，而提高內(nèi)壓力會(huì)損害過濾元件，隨著反清洗次數(shù)的增加容易引起濾膜的破裂和分層，分層后過濾膜或多孔的膜層會(huì)膨脹，使得相鄰的過濾元件粘連，膜表面的殘留物會(huì)被壓入到相鄰的膜表面。
[0006]由于反清洗步驟存在上述缺點(diǎn)，所以進(jìn)行反清洗時(shí)內(nèi)壓力必須控制在50mbar之內(nèi)，但內(nèi)壓力較小時(shí)會(huì)明顯的降低反清洗的效果，所以需要提高內(nèi)壓力以提高清洗效率和效果，例如專利號(hào)為CN200980113265.X中記載了一種過濾復(fù)合材料，該過濾復(fù)合材料由五層組成，其核心的技術(shù)點(diǎn)是在過濾層和排水織物層增加了粘接網(wǎng)，其基本原理是通過粘接網(wǎng)進(jìn)一步提高過濾層和排水織物層的結(jié)合力，防止在內(nèi)壓力較大時(shí)破壞過濾膜層。但在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，特別是在加工粘接網(wǎng)的工藝中，粘接網(wǎng)經(jīng)常產(chǎn)生皺褶，最終應(yīng)用到過濾復(fù)合材料中后，由于粘接網(wǎng)存在皺褶，導(dǎo)致各層之間尺寸不匹配，最終發(fā)生錯(cuò)位現(xiàn)象；另外，在實(shí)際的使用中由于該過濾材料層數(shù)有五層，并且各層相互獨(dú)立，材質(zhì)也不同，當(dāng)水溫發(fā)生變化時(shí)，各層的熱收縮率是不同的，隨著使用時(shí)間的增加，各層之間容易產(chǎn)生錯(cuò)位現(xiàn)象，影響水處理效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種帶自粘過濾膜的過濾元件，包括第一過濾層，支撐層2，第二過濾層，其特征在于:所述第一過濾層和第二過濾層均是自粘過濾膜1，所述支撐層2位于所述第一過濾層和第二過濾層之間通過層壓工藝復(fù)合。
[0008]優(yōu)選地，所述自粘過濾膜I由三層組成，依次為濾膜層11、無紡布層12和膠粘層13，所述無紡布層12—面與所述濾膜層11結(jié)合，另一面通過涂覆膠粘劑的方式形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膠粘層13。
[0009]優(yōu)選地，所述無紡布層通過濕法工藝制成。
[0010]優(yōu)選地，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)膠粘層13的網(wǎng)格單元是菱形的。
[0011]優(yōu)選地，所述支撐層2是PET織物層，所述PET織物層經(jīng)過定型處理。
[0012]優(yōu)選地，所述支撐層2經(jīng)過預(yù)加熱處理。
[0013]優(yōu)選地，所述自粘過濾膜I的孔徑為0.03 μ m0
[0014]優(yōu)選地，所述自粘過濾膜I采用PES或者PVDF制成。
[0015]優(yōu)選地，所述自粘過濾膜I的平面尺寸為25OOmm*23O0mm。
[0016]優(yōu)選地，所述支撐層2的厚度為2mm。
[0017]本發(fā)明還提供一種帶自粘過濾膜I的過濾元件的生產(chǎn)方法，包括如下步驟:
[0018]a.通過第一供卷裝置41輸送自粘過濾膜I ;
[0019]b.通過第二供卷裝置42輸送支撐層2 ;
[0020]c.通過第三供卷裝置43輸送自粘過濾膜I ;
[0021]d.通過層壓裝置44將所述支撐層2與所述自粘過濾膜I壓合。
[0022]優(yōu)選地，在執(zhí)行步驟b之前執(zhí)行以下步驟:
[0023]bl.通過預(yù)加熱裝置對(duì)支撐層2進(jìn)行預(yù)熱。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種自粘過濾膜的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟:
[0025]1.將高分子制膜液與無紡布層結(jié)合，所述高分子制膜液固化后形成濾膜層與無紡布層的結(jié)合物；
[0026]i1.在所述結(jié)合物的無紡布層一側(cè)涂覆膠粘劑以形成自粘過濾膜。
[0027]本發(fā)明通過將傳統(tǒng)的過濾膜替換為自粘過濾膜，一方面可以提高自粘過濾膜和支撐層的結(jié)合牢度；另一方面由于自粘過濾膜本身即具有粘接功能，有效地避免了單獨(dú)加工粘結(jié)網(wǎng)導(dǎo)致最終成品錯(cuò)位的缺陷，同時(shí)還進(jìn)一步防止了由于過濾膜、粘結(jié)網(wǎng)以及支撐層由于熱收縮率的不同而產(chǎn)生的錯(cuò)位分層現(xiàn)象，大大增加過濾元件的使用壽命。
【附圖說明】
[0028]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0029]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)【具體實(shí)施方式】的，一種帶自粘過濾膜的過濾元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的，一種具有三層結(jié)構(gòu)的自粘過濾的過濾元件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3示出了本發(fā)明的另一個(gè)【具體實(shí)施方式】的，一種帶自粘過濾膜的過濾元件的生產(chǎn)方法的流程圖；
[0032]圖4示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的，一種生產(chǎn)帶自粘過濾膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的，一種帶預(yù)熱裝置的生產(chǎn)帶自粘過濾膜設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0034]圖6示出本發(fā)明的另一個(gè)【具體實(shí)施方式】的，一種自粘過濾膜的生產(chǎn)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的，一種帶自粘過濾膜I的過濾元件，包括第一過濾層，支撐層2，第二過濾層。所述第一過濾層和第二過濾層均是自粘過濾膜1，所述支撐層2位于所述第一過濾層和第二過濾層之間通過層壓工藝復(fù)合。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，目前市場(chǎng)上較為常見的過濾元件通過都是兩層過濾膜中間夾一層支撐層2組成，過濾膜是過濾元件的核心部件，在工作時(shí)水從過濾膜透出，水中的各種有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)被過濾膜過濾，并最終殘留在過濾膜上，支撐層2則是起支撐作用，因?yàn)檫^濾膜通常都是由有機(jī)聚合物制成，其本身質(zhì)地較軟無法定型，需要借助支撐層2定型。
[0036]進(jìn)一步地，本發(fā)明所使用的過濾膜經(jīng)過特殊的加工，命名為自粘過濾膜I，所謂自粘過濾膜I即在保持其基本的過濾功能的同時(shí)，還能夠與支撐層2粘接。所述自粘過濾膜I較為簡(jiǎn)單的加工方法就是在已經(jīng)制好的過濾膜的一面涂覆膠粘劑的方式制成，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，膠粘劑的涂覆方式并非是形成致密的一層膠粘層13，而是形成具有孔洞的膠粘層13保證水能夠流出，涂覆方式可以采用傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷工藝的方式涂覆，也可以采用噴嘴擠出的方式涂覆。在一個(gè)變例中，所述膠粘劑采用在線噴涂工藝，即在生產(chǎn)過濾膜的同時(shí)，直接將膠粘劑噴在熔融的聚合物上，之后與聚合物一起固化形成自粘過濾膜I。
[0037]更為具體地，所述膠粘劑優(yōu)選地使用固化后內(nèi)聚力(所謂內(nèi)聚力，即膠粘劑固化后其本身的結(jié)合力較高，不易發(fā)生膠轉(zhuǎn)移現(xiàn)象)較高的產(chǎn)品，這樣的自粘過濾膜I在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中不易發(fā)生粘連的現(xiàn)象。
[0038]進(jìn)一步地，所述支撐層2除了具有支撐功能外，其本身也能夠透水，在實(shí)際使用的過程中，所述支撐層2較多的使用紡織品制成，所述紡織品的經(jīng)瑋線密度已經(jīng)所選用的材料有多種，優(yōu)選地使用化纖類紡織品，并且其材料的熱收縮率與所述膠粘劑的熱縮率比較接近，經(jīng)瑋線密度越高，其支撐力越強(qiáng)，但是透水率下降，這需要在具體的應(yīng)用過程中結(jié)合應(yīng)用情況進(jìn)行選擇，但這些均屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0039]作為本發(fā)明的第一實(shí)施例，如圖2所示，所述自粘過濾膜I由三層組成，依次為濾膜層11、無紡布層12和膠粘層13，所述無紡布層12 —面與所述濾膜層11結(jié)合，另一面通過涂覆膠粘劑的方式形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的膠粘層13。在本實(shí)施例中，在所述濾膜層11和膠粘層13之間增加了無紡布層12，以進(jìn)一步提高所述膠粘層13與所述濾膜層11的結(jié)合牢度。
[0040]進(jìn)一步地，所說濾膜層11的生產(chǎn)方法有多種，例如有拉伸法、復(fù)合膜法以及相轉(zhuǎn)化法，目前較為常用的是相轉(zhuǎn)化法，而相轉(zhuǎn)化法又分為熱致相分離工藝和非溶劑相分離工藝。熱致相分離工藝過程為，首先將高分子制膜液澆鑄、紡制成或纖維狀，然后再逐漸使高分子制膜液冷卻引起相分離并使高分子制膜液固化，高分子制膜液的稀釋劑通過溶劑交換或者蒸發(fā)的方式脫離膜制備體系，從而得到多孔膜結(jié)構(gòu)。非溶劑相分離工藝過程是將高分子制膜液進(jìn)入到凝固液中，由于溶劑和非溶劑之間的互相擴(kuò)散，最終形成高分子聚合物的貧相和富相，分相后高分子聚合物形成膜的主體，膜孔則是由高分子聚合物的貧相形成。以上技術(shù)均是目前的現(xiàn)有技術(shù)，但在具體生產(chǎn)過程中，需要較高的生產(chǎn)工藝控制技術(shù)才能完成，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容，在此不再贅述。
[0041]進(jìn)一步地，所述濾膜層11與所述無紡布層12的復(fù)合方法，以非溶劑相分離工藝為例進(jìn)行說明，較為簡(jiǎn)單的方法是在刮膜機(jī)上完成，首先將無紡布層12安裝在刮膜機(jī)上，調(diào)整好刮刀的厚度和線速控制儀的走布速度；再將預(yù)先制備好的高分子制膜液倒入帶有刮刀的鑄模液槽中，開啟刮膜機(jī)使無紡布前進(jìn)，此時(shí)刮刀將高分子制膜液均勻的刮在無紡布上，在空氣暴露一段時(shí)間后進(jìn)入到凝固浴中成型。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所述濾膜層11