CN109966932A - 一种新型三维结构水过滤膜 - Google Patents

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沈娟丽
蒋秋冉
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/021—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/26—Polyalkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/48—Antimicrobial properties

Abstract

本发明公开了一种新型三维结构水过滤膜，包括第一滤层、三维编织滤布和第二滤层；第一滤层和第二滤层分别复合在三维编织滤布的两面；三维编织滤布由X纱、Y纱和Z纱通过三维立体织机编织而成；X纱和Y纱由碳纤维纱线制成；Z纱由竹炭纤维纱线加捻并股而成；X纱和Y纱分别作为经纱和纬纱采用平纹组织结构交织成3层独立织布，Z纱沿垂直独立织布的布面方向穿过3层独立织布；第一滤层和第二滤层为由聚丙烯超细纤维熔喷而成的蛛网层状结构。本发明采用三维织造结构，形成立体式的过滤体系，结构强度好，过滤精度可靠，滤阻小，耐磨抗腐蚀性能好，过滤效果好。

Description

一种新型三维结构水过滤膜
技术领域
本发明涉及纺织过滤领域，尤其涉及一种新型三维结构水过滤膜。
背景技术
我国是世界上20个最缺水的国家之一，年缺水400多亿吨，人均水资源不到世界平均水平的1/4，人均淡水量排名仅居世界第108位，且东西、南北分布极不均匀。一方面是严重缺水，另一方面，随着我国经济发展和城市规模的迅速扩大，工业污水排放量激增，初步估算年污水排放量260多亿吨。因此，进行工业污水处理回用研究意义特别重大。
膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术相结合的新型污水处理技术。它利用微生物的新陈代谢作用对污水中的有机物进行系列化转化，同时利用膜组件代替生物处理中的二沉池来进行固液高效分离。
现有污水处理膜或生物反应器滤膜多为二维膜结构或二维织物结构。滤膜厚度较薄,强度较差,通常多层层叠使用，需要多孔的支撑件进行配合支撑。现有的滤膜存在耐受性差，易破损，水通量小，过滤效率低的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种三维超低阻高效空气过滤织造布，针对现有技术中的不足，引入三维织造技术，形成三维过滤结构，解决了现有的滤膜存在耐受性差，易破损，水通量小，过滤效率低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种新型三维结构水过滤膜，包括第一滤层、三维编织滤布和第二滤层；所述第一滤层和第二滤层分别复合在所述三维编织滤布的两面；所述三维编织滤布由X纱、Y纱和Z纱通过三维立体织机编织而成；所述X纱和Y纱由碳纤维纱线制成；所述Z纱由竹炭纤维纱线加捻并股而成；所述X纱和Y纱分别作为经纱和纬纱采用平纹组织结构交织成3层独立织布，所述Z纱沿垂直所述独立织布的布面方向穿过3层所述独立织布；相邻两根所述Y纱之间设置有一根所述Z纱，所述Z纱沿所述独立织布的纬纱方向进行S形编织，相邻两根所述X纱之间间隔有所述Z纱；所述第一滤层和第二滤层为由聚丙烯超细纤维熔喷而成的蛛网层状结构。
作为本发明的一种优选方案，所述聚丙烯超细纤维的纤维细度小于2.5μm。
作为本发明的一种优选方案，所述第一滤层的厚度为15-40μm。
作为本发明的一种优选方案，所述第二滤层的厚度为60-200μm。
作为本发明的一种优选方案，所述竹炭纤维纱线为60S。
作为本发明的一种优选方案，所述Z纱由2-4根所述竹炭纤维纱线加捻并股而成。
作为本发明的一种优选方案，所述第一滤层和第二滤层的平均孔径为8-12μm。
作为本发明的一种优选方案，所述碳纤维纱线由50-200根细度为0.5-5μm的碳纤维长丝加捻并股而成；单层所述独立织布的经密为250-400根/5cm,纬密为250-400根/5cm。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：本发明采用三维织造结构，形成立体式的过滤体系，结构强度好，第一滤层和第二滤层采用聚丙烯超细纤维熔喷而成的蛛网层状结构，过滤精度可靠、过滤速度高、纳污能力大、容易反洗、运行费用低，使用寿命长，三维编织滤布通过三维织造，结构疏松，碳纤维纱线形成3层面过滤结构，滤阻小，耐磨抗腐蚀性能好，稳定性好，抗撕裂强度好，过滤效果好，而Z纱作为导流纱线，能够有效提高过滤通量，竹炭纤维具有蜂窝微孔结构，在导流的同时，具有良好的过滤性能和吸附分解能力，能够产生负离子，起到吸附净化作用，抗菌抑菌效果好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明三维编织滤布的截面结构示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.第一滤层 2.三维编织滤布 3.第二滤层
4.X纱 5.Y纱 6.Z纱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
结合图1和图2，本发明公开了一种新型三维结构水过滤膜，包括第一滤层1、三维编织滤布2和第二滤层3。第一滤层1和第二滤层3分别复合在三维编织滤布2的两面。第一滤层1和第二滤层3为由聚丙烯超细纤维熔喷而成的蛛网层状结构。优选的，聚丙烯超细纤维的纤维细度小于2.5μm。三维编织滤布2采用织造结构，由X纱4、Y纱5和Z纱6通过三维立体织机编织而成，能够进行反复清洗，使用寿命长，结构强度好。X纱4和Y纱5由碳纤维纱线制成。Z纱6由竹炭纤维纱线加捻并股而成。优选的，竹炭纤维纱线为60S。Z纱6由2-4根竹炭纤维纱线加捻并股而成。X纱4和Y纱5分别作为经纱和纬纱采用平纹组织结构交织成3层独立织布，Z纱6沿垂直独立织布的布面方向穿过3层独立织布。碳纤维纱线由50-200根细度为0.5-5μm的碳纤维长丝加捻并股而成；单层独立织布的经密为250-400根/5cm,纬密为250-400根/5cm。相邻两根Y纱5之间设置有一根Z纱6，Z纱6沿独立织布的纬纱方向进行S形编织，相邻两根X纱4之间间隔有Z纱6。
过滤时，第一滤层1处于迎向水流的一面，为了能够具有良好的过滤效率和过滤效果，第一滤层1的厚度为15-40μm，第二滤层3的厚度为60-200μm。
为了兼顾过滤效率和过滤效果，第一滤层1和第二滤层3的平均孔径为8-12μm。
通过上述技术方案，本发明技术方案的有益效果是：本发明采用三维织造结构，形成立体式的过滤体系，结构强度好，第一滤层1和第二滤层3采用聚丙烯超细纤维熔喷而成的蛛网层状结构，过滤精度可靠、过滤速度高、纳污能力大、容易反洗、运行费用低，使用寿命长，三维编织滤布2通过三维织造，结构疏松，碳纤维纱线形成3层面过滤结构，滤阻小，耐磨抗腐蚀性能好，稳定性好，抗撕裂强度好，过滤效果好，而Z纱6作为导流纱线，能够有效提高过滤通量，竹炭纤维具有蜂窝微孔结构，在导流的同时，具有良好的过滤性能和吸附分解能力，能够产生负离子，起到吸附净化作用，抗菌抑菌效果好。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种新型三维结构水过滤膜，其特征在于，包括第一滤层、三维编织滤布和第二滤层；所述第一滤层和第二滤层分别复合在所述三维编织滤布的两面；所述三维编织滤布由X纱、Y纱和Z纱通过三维立体织机编织而成；所述X纱和Y纱由碳纤维纱线制成；所述Z纱由竹炭纤维纱线加捻并股而成；所述X纱和Y纱分别作为经纱和纬纱采用平纹组织结构交织成3层独立织布，所述Z纱沿垂直所述独立织布的布面方向穿过3层所述独立织布；相邻两根所述Y纱之间设置有一根所述Z纱，所述Z纱沿所述独立织布的纬纱方向进行S形编织，相邻两根所述X纱之间间隔有所述Z纱；所述第一滤层和第二滤层为由聚丙烯超细纤维熔喷而成的蛛网层状结构。
2.根据权利要求1所述的新型三维结构水过滤膜，其特征在于，所述聚丙烯超细纤维的纤维细度小于2.5μm。
3.根据权利要求1所述的新型三维结构水过滤膜，其特征在于，所述第一滤层的厚度为15-40μm。
4.根据权利要求3所述的新型三维结构水过滤膜，其特征在于，所述第二滤层的厚度为60-200μm。
5.根据权利要求4所述的新型三维结构水过滤膜，其特征在于，所述竹炭纤维纱线为60S。
6.根据权利要求5所述的新型三维结构水过滤膜，其特征在于，所述Z纱由2-4根所述竹炭纤维纱线加捻并股而成。
7.根据权利要求6所述的新型三维结构水过滤膜，其特征在于，所述第一滤层和第二滤层的平均孔径为8-12μm。
8.根据权利要求6所述的新型三维结构水过滤膜，其特征在于，所述碳纤维纱线由50-200根细度为0.5-5μm的碳纤维长丝加捻并股而成；单层所述独立织布的经密为250-400根/5cm,纬密为250-400根/5cm。
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