[發明專利]污水處理方法

有效

• 申請號: 201610930380.8
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN108014650B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 趙銳;馬欣
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D71/32;B01D71/34;B01D71/68;B01D71/52;B01D71/56;B01D71/64;B01D71/48;B01D71/02;B01D69/08;C02F3/00
• 代理公司: 11283 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發明公開了一種智能膜及其制備方法以及一種膜組件和膜?生物反應器及其應用，該智能膜含有膜基體、以及分散在所述膜基體中的分散體，所述分散體含有載體以及負載在所述載體上的至少一種含鐵化合物，所述含鐵化合物選自鐵鹽、鐵的氧化物、以及鐵的氫氧化物。本發明還公開了采用所述智能膜或膜組件的截留水中的微生物的方法以及采用所述膜?生物反應器的污水處理方法。與現有的抗微生物膜相比，本發明的智能膜能感知膜受微生物污染的狀況和區域，有針對性地對受污染區域進行處理，且能在污染緩解后自動停止功能；不會殺滅或者抑制相鄰區域內(如生化反應器內)微生物的活性和數量，對生化反應的影響小，能夠應用于大部分水處理環境。

技術領域

本發明涉及一種智能膜及其制備方法和應用，本發明還涉及一種膜組件和一種膜-生物反應器及其應用，本發明進一步涉及一種截留水中微生物的方法以及一種污水處理方法。

背景技術

隨著膜材料和膜組件的進步，膜分離技術已成為凈水和污水處理領域的核心技術之一，用于截留水中的微生物、懸浮顆粒等污染物。在使用過程中，膜截留下的微生物會附著在膜表面和膜孔中，容易滋生繁殖，造成膜孔堵塞，使膜通量迅速下降，增加了膜清洗頻率，形成的不可逆堵塞還將縮短膜的使用壽命。因此，膜的微生物污染是膜技術應用面臨的一個主要問題。

目前，緩解微生物污染的手段主要是向膜材料中引入親水材料，改善膜的親水性，提高表面能，從而降低膜污染；在膜表面或材料內部添加抗菌劑，如抗生素、聚陽離子、納米無機材料等，抑制或殺滅膜表面及其周圍的微生物；或者是兩種方法的結合和強化。常用材料為聚吡啶鹽、聚季銨鹽、納米銀單質或銀基化合物(如CN104353366A、CN104014256A)、碳納米管(如CN102008908A)、二氧化鈦(如CN104117291A)等。

但是，當將上述膜用于膜-生物反應器(MBR)、無泡曝氣生化反應器和微生物培養裝置等新型膜-生物工藝時，由于反應器中的微生物與高密度填裝的膜之間頻繁接觸，膜材料的殺菌或抑菌性質也會影響微生物的活性和數量，進而降低生物反應器的效率，甚至破壞生化性能。

因此，亟需一種能判斷膜的微生物污染，有針對性地產生響應，同時不會影響工藝所需微生物的智能化解決方案。

發明內容

本發明的目的在于克服現有的抗微生物膜所采用的膜材料的殺菌或抑菌性質會影響微生物的活性和數量，進而降低生物反應器的效率，甚至破壞生化性能的技術問題，提供一種智能膜，該智能膜不僅能有效地抵抗微生物污染，而且對生化工藝的影響小。

根據本發明的第一個方面，本發明提供了一種智能膜，該智能膜含有膜基體、以及分散在所述膜基體中的分散體，所述分散體含有載體以及負載在所述載體上的至少一種含鐵化合物，所述含鐵化合物選自鐵鹽、鐵的氧化物、以及鐵的氫氧化物。

根據本發明的第二個方面，本發明提供了一種智能膜的制備方法，該方法包括：將分散體、致孔劑以及膜基體材料分散在分散劑中，得到鑄膜液，將所述鑄膜液進行成膜，所述分散體含有載體以及負載在所述載體上的至少一種含鐵化合物，所述含鐵化合物選自鐵鹽、鐵的氧化物、以及鐵的氫氧化物。

根據本發明的第三個方面，本發明提供了一種由本發明第二個方面所述的方法制備的智能膜。

根據本發明的第四個方面，本發明提供了一種膜組件，該膜組件含有膜以及用于支撐膜的支撐結構，其中，所述膜為本發明第一個方面或者第三個方面所述的智能膜。

根據本發明的第五個方面，本發明提供了一種膜-生物反應器，其中，該膜-生物反應器中的膜為本發明第一個方面或者第三個方面所述的智能膜，或者該膜-生物反應器中的膜組件為本發明第四個方面所述的膜組件。

根據本發明的第六個方面，本發明提供了上述智能膜、膜組件或者膜-生物反應器在水處理中的應用。