一种用于工业污水处理的mbr平片滤膜的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于工业污水处理和膜分离技术领域，尤其涉及一种用于工业污水处理的 平片滤膜制备方法。
【背景技术】
[0002] 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。特别地， 全国600多座城市中有近400座城市缺水，110座城市严重缺水。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，城市污水排放量激增，初步估算年污水排 放量已近300亿吨。因此，进行市政污水处理回用研究意义特别重大。
[0003] 膜生物反应器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。与传统的市政污水处理技术相比，其突出优点是： 1、可去除包括有机物和悬浮物在内的大量杂质和病毒、细菌等，出水水质好。
[0004] 2、污泥截留易控制，泥水分离效果好。
[0005] 3、水力停留时间和固体停留时间分离，使运行更稳定。
[0006] 4、占地面积小，特别是浸没式MBR，占地更小。
[0007] 5、传质效率高、对生物处理起促进和强化作用。
[0008] 6、模块化、易于集成放大、操作简单、易于实现自动控制等。
[0009] MBR工艺优势明显，但抗污染、高水通量、高截留率的MBR滤膜制备问题一直是阻 碍其应用和发展的瓶颈问题之一。特别是膜污染问题更是MBR可否正常运行的致命问题。
【发明内容】
[0010] 本发明针对现有技术的不足，从膜材料和膜结构研究入手，通过膜材料亲水性调 控和膜孔径分布调控，提供了一种抗污染、高水通量、高截留率MBR平片滤膜的制备方法。 [0011] 为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种用于工业污水处理的MBR平片滤 膜的制备方法，包括以下步骤：首先将聚合物膜材料溶于溶剂中，而后加入添加剂和致孔 齐U，充分搅拌，配置成均匀的铸膜液，经过滤和真空脱泡后，将其刮涂在聚酯无纺布上，在空 气中放置一定时间后，将其浸入凝胶浴中凝胶固化，制备出一定厚度和孔结构的滤膜，其特 征在于聚合物膜材料为双组份，聚合物膜材料的质量百分比浓度占铸膜液的8%~20%。
[0012] 作为优选，聚合物膜材料为120万~150万分子量的聚偏氟乙烯与38万~67万分 子量的聚偏氟乙烯的组合物。
[0013] 作为优选，聚合物膜材料为38万~150万分子量的聚偏氟乙烯与10万~30万分子 量的二氮杂萘联苯聚醚酮的组合物。
[0014] 作为优选，聚合物膜材料为1万~4万分子量的聚维酮分子量与600~30000分子量 聚乙二醇的组合物。
[0015] 作为优选，加入致孔剂时的温度在10°C ~40°C，空气中放置时间在10-120秒，凝 胶浴温度在5°C ~30°C。
[0016] 作为优选，溶剂为N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯的一种或组 合，溶剂质量百分比浓度占铸膜液的75%~90%。
[0017] 作为优选，添加剂为吐温80、聚维酮、聚乙二醇、磺化聚砜、草酸、甲酸、丙酸中任意 一种或组合，添加剂质量百分比浓度占铸膜液的2°/ρ10%。
[0018] 作为优选，致孔剂为丙酮、乙醚中任意一种或组合，致孔剂质量百分比浓度占铸膜 液的 〇· 5%-3%。
[0019] 作为优选，膜片有效膜面积在0. 2~2. 0平方米之间。
[0020] 本发明的有益效果：本发明采用的高分子量聚偏氟乙烯具有突出的耐溶剂、耐酸 碱、耐氧化和耐候性等特性，具有优异的耐热性和机械强度；本发明提出了新的多组分聚合 物膜材料制膜体系，较好解决了利用较高分子量的聚偏氟乙烯作为高强度膜制备的主要材 料，高分子量聚偏氟乙烯铸膜液体系粘度可调性差，膜孔径分布不易控制和可加工性不易 控制的等问题。即利用较低分子量的聚偏氟乙烯与高分子量聚偏氟乙烯共混制膜体系，有 效改善了铸膜液的粘度可调性，达到调控孔径结构分布并改善可加工性的目的。在较低聚 合物膜材料添加量的情况下，得到了高强度、高通量的MBR平板滤膜；在此基础上，由于聚 偏氟乙烯材料疏水性强，表面能较低，对水分子不亲和等问题，本发明采用了亲水性聚合物 与多组分膜材料共混，从而改善了聚偏氟乙烯膜的亲水性能，接触角度从以前的71现在为 51. 7有效改善了聚偏氟乙烯膜的抗污染性能。
【具体实施方式】
[0021] 实施例1 :聚合物膜材料聚偏氟乙烯，国产分子量120-150万，进口分子量38万一 67的PVDF组合。质量百分比10-17% ;溶剂Ν2-甲基吡咯烷酮，质量百分比75-85%。将聚 合物膜材料置于溶剂中，在80°C下搅拌48h，使其溶解。降温至60°C，加入添加剂PVP即，分 子量30000-60000,质量百分比5-9%和磺化聚砜质量百分比2-4%，搅匀。降温至20-30°C， 加入致孔剂丙酮，质量百分比1-2%，搅匀。时间约3-5小时经过滤和真空脱泡后，制备得到 铸膜液。将铸膜液均匀刮涂在聚酯无纺布上，在空气中放置10-120秒后，将其浸入10-30°C 的凝胶浴中凝胶固化，经漂洗和后处理，制备得到滤膜。滤膜孔径〇. 18-0. 20 μ m。0,01MPa 条件下抽吸，纯水通量590kg/m2h。γ球蛋白截留率73%。
[0022] 实施例1~6,参照实施例1，改变参数，如表1所示：
【主权项】
1. 一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，包括以下步骤：首先将聚合物 膜材料溶于溶剂中，而后加入添加剂和致孔剂，充分搅拌，配置成均匀的铸膜液，经过滤和 真空脱泡后，将其刮涂在聚酯无纺布上，在空气中放置一定时间后，将其浸入凝胶浴中凝胶 固化，制备出一定厚度和孔结构的滤膜，其特征在于聚合物膜材料为双组份，聚合物膜材料 的质量百分比浓度占铸膜液的8%~20%。
2. 根据权利要求1所述的一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，其特征 在于聚合物膜材料为120万~150万分子量的聚偏氟乙烯与38万~67万分子量的聚偏氟乙 烯的组合物。
3. 根据权利要求1所述的一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，其特征 在于聚合物膜材料为38万~150万分子量的聚偏氟乙烯与10万~30万分子量的二氮杂萘 联苯聚醚酮的组合物。
4. 根据权利要求1所述的一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，其特征 在于聚合物膜材料为1万~4万分子量的聚维酮分子量与600~30000分子量聚乙二醇的组 合物。
5. 根据权利要求1所述的一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，其特 征在于加入致孔剂时的温度在l〇°C ~40°C，空气中放置时间在10-120秒，凝胶浴温度在 5。。~3(TC。
6. 根据权利要求1所述的一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，其特征 在于溶剂为N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯的一种或组合，溶剂质量百 分比浓度占铸膜液的75%~90%。
7. 根据权利要求1所述的一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，其特征 在于添加剂为吐温80、聚维酮、聚乙二醇、磺化聚砜、草酸、甲酸、丙酸中任意一种或组合，添 加剂质量百分比浓度占铸膜液的2%~10%。
8. 根据权利要求1中一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，其特征在于 致孔剂为丙酮、乙醚中任意一种或组合，致孔剂质量百分比浓度占铸膜液的0. 5%-3%。
9. 根据权利要求1中一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，其特征在于 膜片有效膜面积在〇. 2~2. 0平方米之间。
【专利摘要】一种用于工业污水处理的MBR平片滤膜的制备方法，包括以下步骤：首先将聚合物膜材料溶于溶剂中，而后加入添加剂和致孔剂，充分搅拌，配置成均匀的铸膜液，经过滤和真空脱泡后，将其刮涂在聚酯无纺布上，在空气中放置一定时间后，将其浸入凝胶浴中凝胶固化，制备出一定厚度和孔结构的滤膜，聚合物膜材料为双组份，聚合物膜材料的质量百分比浓度占铸膜液的8%~20%。抗污染、高水通量、高截留率。
【IPC分类】C02F3-00, C02F3-10, B01D69-06, B01D67-00, B01D71-34
【公开号】CN104587842
【申请号】CN201410814238
【发明人】王新智, 周强
【申请人】江苏蓝天沛尔膜业有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月23日