[發(fā)明專利]用于海水養(yǎng)殖廢水處理的多巴胺復合超濾膜的制備方法

在審

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• 申請日: 2017-04-04
• 公開（公告）號: CN106964266A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 周世雄
• 申請（專利權）人: 方家鋪子（福建）海洋生物科技有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/42;B01D71/56;B01D69/12;B01D69/02;B01D67/00;C02F1/44;C08G75/20
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙)11531
• 代理人: 李宏偉

技術領域

本發(fā)明屬于海水養(yǎng)殖廢水處理領域，具體涉及用于海水養(yǎng)殖廢水處理的多巴胺復合超濾膜的制備方法。

背景技術

隨著我國海水養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展，沿海的養(yǎng)殖場和育苗場廢水排放量呈快速上升的趨勢，使得近海域的環(huán)境惡化，導致近岸的生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)平衡破壞、頻發(fā)赤潮和病害滋生等危害。海水養(yǎng)殖業(yè)對環(huán)境污染的影響越來越受到國內外學者的關注，并已成為當前養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境科學的研究熱點之一。

目前，國內外學者已經對海水養(yǎng)殖廢水的處理方法進行了很多研究，如采用常規(guī)的物理、化學和生化的廢水處理方法，主要去除廢水中的懸浮物(SS)、化學需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、氨氮等，以達到循環(huán)利用或排放的要求；CN102674561B公開了用于海水養(yǎng)殖廢水處理的固定化小球的制備方法，利用海藻酸鈉與甘蔗渣作為包埋材料包埋芽孢桿菌，形成固定化小球；CN102627343A提供一種海洋多糖雙組分絮凝劑處理海水養(yǎng)殖廢水的方法，海洋多糖雙組分絮凝劑經絮凝沉降，凈化廢水。針對海水養(yǎng)殖廢水的特點，這些方法均存在處理效率低且不穩(wěn)定、顆粒去除能力差、微生物水平不可控等問題。

與上述海水養(yǎng)殖廢水處理方法相比，膜技術具有操作管理方便、效率高等優(yōu)點，可彌補傳統(tǒng)工藝處理海水養(yǎng)殖廢水的不足，但膜技術應用中的膜污染問題影響了其推廣應用。為減緩膜的污染，研究制備滿足養(yǎng)殖廢水處理的抗污染超濾膜并應用于養(yǎng)殖廢水處理，能滿足海水養(yǎng)殖廢水處理所需要的設計成本低、能耗低、凈化效率高、不產生二次污染等需求，具有廣闊的應用前景。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供用于海水養(yǎng)殖廢水處理的多巴胺復合超濾膜的制備方法，既具有強親水性又具有良好截留性能和抗生物污染性能。

本發(fā)明的技術方案是：

用于海水養(yǎng)殖廢水處理的多巴胺復合超濾膜的制備方法，包含以下步驟：

(1)以聚砜為原料、三氯甲烷為溶劑、氯磺酸為磺化劑制備磺化聚砜；

(2)通過浸入沉淀相轉化法制備聚砜/磺化聚砜共混超濾膜；

(3)將所述聚砜/磺化聚砜共混超濾膜浸泡在多巴胺溶液中，在震蕩培養(yǎng)箱中涂覆制備多巴胺復合超濾膜；

(4)用所述多巴胺復合超濾膜對海水養(yǎng)殖廢水進行分離處理，并分析測定處理后的養(yǎng)殖廢水中總懸浮物、化學需氧量(COD)、氨氮、pH值和溶解氧濃度。

所述步驟(1)中磺化聚砜的制備方法包括：在氮氣保護下將氯磺酸加入到聚砜的三氯甲烷溶液中，室溫下攪拌反應22-24h；然后向反應體系中加入甲醇鈉繼續(xù)攪拌反應1-2h后，加入濃鹽酸至反應完全，用無水乙醇析出反應物留沉淀，洗凈烘干得磺化聚砜；所述聚砜：氯磺酸：三氯甲烷：甲醇鈉：濃鹽酸的質量比為1：1：1：1.0-1.5：0.1-0.5。

所述步驟(2)中聚砜/磺化聚砜共混超濾膜的制備方法包括：將經干燥處理的聚砜和磺化聚砜混合物加入到N,N二甲基乙酰胺中，室溫下攪拌至聚合物完全溶解，經過濾、脫泡處理得聚合物溶液；然后在溫度為15-20℃，濕度為35-40％的鑄膜室內刮涂成膜，并迅速浸入10-15℃的凝固水浴中凝固20-24h，得聚砜/磺化聚砜共混超濾膜。

所述步驟(2)中聚砜和磺化聚砜混合物中聚砜和磺化聚砜的質量比為1-9:1，優(yōu)選3-5:1。

所述步驟(3)中多巴胺復合超濾膜的制備方法包括：將步驟(2)中聚砜/磺化聚砜共混超濾膜用去離子水充分浸泡沖洗后，放入異丙醇中浸泡、振蕩清洗；然后將清洗后的聚砜/磺化聚砜共混超濾膜放入膜反應池中，加入1-5g/L的多巴胺溶液20-100mL；再加入0.005-0.02g氧化劑調節(jié)功能層厚度，迅速封閉所述膜反應池并放入振蕩培養(yǎng)箱中，在37℃下振蕩涂覆12-16h，再用去離子水充分振蕩清洗20-24h得多巴胺復合超濾膜。

所述的氧化劑為高碘酸鹽，優(yōu)選高碘酸鈉。

所述的功能層厚度為0.01-0.1μm，孔徑為0.05-1nm。

所述步驟(4)中分離處理的壓力為0.1-0.5MPa；所述總懸浮物的去除率為100％，所述COD的去除率為80-90％，所述氨氮、pH和溶解氧濃度分別為3.20-3.25mg/L、7.8-8.0和5.50-5.54mg/L，除氨氮外，均達到第二類海水水質標準。

優(yōu)選的，所述聚砜/磺化聚砜共混超濾膜還可替換為聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺超濾膜中的一種。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：