[發(fā)明專利]用于MBR法處理生活污水的改性親水性膜及制備方法

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• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107469647A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 米海蓉;成功;丁學姣;王永祺;施悅
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/06;B01D69/02;B01D67/00;C02F3/12
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技術領域

本發(fā)明涉及的是一種平板膜及制備方法，具體地說是一種改性乙烯乙烯醇平板膜及制備方法。

背景技術

在地球上，雖然水資源很充足，占總體的71％，但是絕大部分為海水，可直接供人類飲用的淡水只占2.53％。因此，在進入后工業(yè)時代以后，隨著人口的不斷增長，水資源短缺和能源危機問題已經(jīng)成為威脅人類文明進步發(fā)展的限制性因素。因此如何緩解水資源緊缺問題、如何合理而有效的利用能源成為社會關注的焦點。

膜生物反應器(MBR)是現(xiàn)代膜分離技術與生物技術有機結(jié)合的新型廢水處理技術。此方法不用另外設置二次沉淀池，可以實現(xiàn)水利停留時間和污泥停留時間的完全分離，可以避免污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生，具有占地面積小、處理效率高、便于自動化控制，運行操作簡單的優(yōu)點，以生活污水作為處理對象，出水水質(zhì)很好，是目前在高濃度有機廢水處理、生活污水處理、中水回用處理等領域最有前途的廢水生物處理技術之一。但是膜污染限制了膜生物反應器技術的推廣應用，膜污染導致通量下降快，而維持通量導致能耗的增加；膜污染問題大大影響了膜生物反應器系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，導致膜的清洗和更換頻率增高，使膜生物反應器系統(tǒng)的運行成本增加，限制了膜生物反應器技術的推廣應用。

當今用于膜污染的防治技術主要可以分為兩大類：一是通過改變膜表面液體流動性能，減少凝膠層在膜表面的富集，以減輕濃差極化等可逆膜污染的形成；另一類是通過對膜自身性能的改進，提高膜表面的抗污染能力，從而減小膜表面不可逆污染的形成。而膜的改性分為膜表面改性及膜基體改性，常用的方法有，膜表面涂覆改性，膜表面接枝改性，膜表面化學改性，膜表面等離子體改性，共混改性。但這些方法都是基于已有疏水性有機膜的基礎上進行親水性改性，來活化膜表面的化學基團，達到延緩膜污染的問題，但并沒有從根本上解決膜污染情況，在MBR工藝運行一段時間后，膜表面親水性基團活性降低，膜污染情況再次加劇。直接采用親水性材料制膜可從根本上解決膜污染問題，但一般親水性材料的機械性能均較差，所得膜抗壓能力差，易損壞。

膜材料是MBR技術中的核心部件，目前用于MBR的膜材料有中空纖維式和平板式兩種，平板式膜材料的MBR相對中空纖維膜材料的MBR相比，具有更高的抗污染、膜清洗頻率低、使用壽命長、單張可更換等優(yōu)勢。市場上平板MBR的膜材料常用的有聚偏氟乙烯、聚醚礬、聚礬、聚氯乙烯等疏水性材料，每種材料有不同的性能，而聚偏氟乙烯的性能尤為優(yōu)良，聚偏氟乙烯(PVDF)是半結(jié)晶型聚合物，具有良好的力學強度、化學穩(wěn)定性、耐熱性、耐候性、抗紫外等性能。但疏水性膜在用于MBR中處理生活污水時易引發(fā)膜污染問題，所以選用一種親水性膜材料至關重要。乙烯乙烯醇是己經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的親水性膜材料，分子中同時含有疏水性的乙烯鏈段和親水性的乙烯醇鏈段，成膜性能良好。而且EVOH聚合物有一系列不同牌號的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品含有不同的聚合度和乙烯含量，可以滿足不同的需要。目前還沒有研究將EVOH膜用于MBR中處理生活污水領域。

因此，將親水性膜材料EVOH應用到MBR中處理生活污水，起著里程碑的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種親水性能好，通量大的用于MBR法處理生活污水的改性親水性膜。本發(fā)明的目的還在于提供一種用于MBR法處理生活污水的改性親水性膜的制備方法。

本發(fā)明的用于MBR法處理生活污水的改性親水性膜是由聚偏氟乙烯、乙烯乙烯醇、氯化鋰和溶劑二甲基亞砜制成。

聚偏氟乙烯與乙烯乙烯醇的共混比為1:8，兩者共占鑄膜液總質(zhì)量分數(shù)的15％；占鑄膜液2％的質(zhì)量分數(shù)，二甲基亞砜占質(zhì)量分數(shù)為83％。

本發(fā)明的用于MBR法處理生活污水的改性親水性膜的制備方法為：

(1)將聚偏氟乙烯、乙烯乙烯醇、氯化鋰和溶劑二甲基亞砜按比例混合，在70～90℃的溫度條件下，在磁力攪拌器上攪拌12～24h后溶解制得鑄膜液；

(2)將鑄膜液在70～90℃水浴加熱的條件下靜置脫泡24～36h；

(3)將步驟(2)中所得到的無氣泡的鑄膜液通過刮膜機在聚酯無紡布上刮附膜；

(4)將步驟(3)中所得的膜在空氣中靜置20～30s，然后將其浸入溫度為15～20℃的凝固浴中1～2h，得到板框式平板膜；

(5)將步驟(4)所得的平板膜通過AB膠水粘附到導流板上，得到板框式平板膜元件；

(6)將步驟(5)所得的平板膜元件在去離子水中保存。

本發(fā)明的用于MBR法處理生活污水的改性親水性膜的制備方法還可以包括：