第一節(jié) 中空纖維膜的簡介
中空纖維膜是指外形像纖維狀，具有自支撐作用的膜。中空纖維膜是以聚砜、二甲基乙酰胺為原料加工成中空內(nèi)腔的纖維絲，再除以高滲透性聚合物，具有選擇性滲透特性。（立項(xiàng)申請）
第二節(jié) 中空纖維膜的制備方法
與其他形式的膜相比，中空纖維膜具有以下幾個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：（1）膜的填充密度大，一般為 1.6×104 ～ 3×104 m2/m3；（2）膜為自承式，無需任何支撐體，價(jià)格便宜；（3）單個(gè)膜組器的回收率高，通常對水的回收率為 35% ～ 65%。中空纖維膜內(nèi)徑一般為 25 ～ 350 µm，外徑為 80 ～ 1 000 µm，中空纖維膜的幾何尺寸可根據(jù)分離體系的組成、濃度、膜材質(zhì)、紡絲工藝等具體條件而定，并根據(jù)不同的分離特性制成反滲透膜、納濾膜、超濾膜、微孔濾膜和滲透汽化復(fù)合膜。
中空纖維膜的制備方法大致可分為 3 類，即溶液紡絲、熔融紡絲和半熔融紡絲，其工藝特點(diǎn)分別如下。
（1）溶液紡絲
按制膜液的組成和配比配置紡絲液，經(jīng)熟化脫泡后，加壓通過噴絲頭擠出紡絲，再經(jīng)溶劑揮發(fā)、凝膠、漂洗、收集、性能檢測后成為成品膜。按紡絲方式不同可分為干紡和濕紡 2 種，在實(shí)際紡制過程中，可將二者結(jié)合，采用噴絲后先經(jīng)溶劑揮發(fā)，后凝膠成膜的方法，即常說的干噴濕紡法。
（2）熔融紡絲
將高聚物加熱熔化，加壓使聚合物熔融從噴絲頭擠出，冷卻成形。此法制的是均質(zhì)膜，透水量小，但經(jīng)熔融紡絲 �C 拉伸后可制成微孔濾膜。如將聚丙烯聚合物加熱至熔融擠出，計(jì)量熔紡成初生態(tài)中空絲，然后再將絲在熔點(diǎn)以下 10 ～ 15 ℃冷卻成形，接著冷熱連續(xù)拉伸 50% ～ 60%，最后在低于其熔點(diǎn)的溫度下熱定形即得聚丙烯中空纖維微孔濾膜。
（3）半熔融紡絲
用三醋酸纖維素（CTA）制備中空反滲透膜或納濾膜時(shí)，采用了半熔融紡絲工藝。因?yàn)镃TA的玻璃化溫度大約為 170 ～ 180 ℃，熱穩(wěn)定性較好，但并無確切的熔融溫度，當(dāng)達(dá)到熔化溫度時(shí)便開始分解，因此只能采用半熔融紡絲或凝膠紡絲法。半熔融紡絲法中，CTA的濃度一般為 35% ～ 55%，最高時(shí)可達(dá) 80%，高于溶液紡絲。
紡絲料液從貯桶經(jīng)計(jì)量泵、過濾器后，進(jìn)入噴絲板，噴絲板的噴口呈環(huán)形，因此噴出的纖維是中空的。為了不使纖維塌癟，由供氣系統(tǒng)向纖維的空心中供氣；噴出的纖維可直接進(jìn)入凝膠浴，也可先進(jìn)入揮發(fā)通道，使部分溶劑揮發(fā)或使纖維冷卻（或受熱）后進(jìn)入凝膠浴；然后經(jīng)漂洗浴漂洗，再經(jīng)干燥箱干燥后，收集在滾筒上。半熔融紡絲是向纖維中心供氣，而溶液紡絲則是向纖維空心部分供液體。
第三節(jié) 中空纖維膜的技術(shù)應(yīng)用
超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動力的膜分離過程，過濾精度在0.005-0.01μm范圍內(nèi)， 可有效去除水中的微粒、膠體、細(xì)菌、熱源及高分子有機(jī)物質(zhì)。可廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。
早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，如今超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣，主要包括食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物醫(yī)藥、醫(yī)藥化工、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學(xué)、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等等。 原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式中空超濾膜。超濾是動態(tài)過濾過程，被截留物質(zhì)可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長期連續(xù)運(yùn)行。
超濾膜按結(jié)構(gòu)型式分為板框式(板式)、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結(jié)構(gòu)。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中最為成熟與先進(jìn)的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，內(nèi)徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá)，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬。
超濾過程無相轉(zhuǎn)化，常溫下操作，對熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜，并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH為2-11的條件下長期連續(xù)使用。
通過膜技術(shù)進(jìn)行水處理，應(yīng)用于制藥、釀造、餐飲、化工、市政污水回用、醫(yī)院、小區(qū)污水回用、造紙等生產(chǎn)生活污水處理。膜分離技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于溶液或氣體物質(zhì)分離、濃縮和提純的分離技術(shù)。膜壁微孔密布，原液在一定壓力下通過膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過膜壁為濾出液，而大分子溶質(zhì)被膜截留，達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。膜分離過程為動態(tài)過濾過程，大分子溶質(zhì)被膜壁阻隔，隨濃縮液流出，膜不易被堵塞，可連續(xù)長期使用。過濾過程可在常溫、低壓下運(yùn)行，無相態(tài)變化，高效節(jié)能。 中空纖維膜是分離膜的一種重要形式，膜產(chǎn)品包括中空纖維微濾膜（MF）、中空纖維超濾膜（UF）、中空纖維反滲透膜（RO）、中空纖維簾式膜（FPM）等以及MBR技術(shù)的應(yīng)用，主要應(yīng)用于礦泉水凈化、生產(chǎn)生活用水凈化、醫(yī)藥提純、果汁濃縮、造紙電鍍化工等污染 行業(yè) 水處理與回收、城市污水回用等醫(yī)藥、化工、建筑、紡織、造紙、石化等 行業(yè) 。
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