[發明專利]微生物載體雜化MBfR膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201910081942.X
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109589803B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 李涓勝
• 申請（專利權）人: 北京時遠科技有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D69/02;B01D71/34;B01D67/00
• 代理公司: 北京金蓄專利代理有限公司 11544
• 代理人: 林欽棟

本發明涉及微生物載體雜化MBfR膜及其制備方法，所述的MBfR膜包括重量百分比的各組分的鑄膜液：PVDF12?35％，成孔劑2?18％，微生物載體0.05?15％以及溶劑45?86％；微生物載體主要為300～2000目粒度的硝酸改性活性炭粉末或者碳納米管中的一種或二種的組合。所述微生物載體雜化MBfR膜為中空纖維膜，內外側孔徑梯度分布，內外側孔徑比值5～50；中空纖維膜為內外圓同心的單芯膜或多芯孔的結構。膜表面摻雜的活性炭微顆粒提供了極大的比表面積，為產品提供了良好的微生物附著及生長條件；多芯孔膜結構具備較高的機械強度，使產品抗水力及汽水沖擊的能力大大增強。

技術領域

本申請屬于超濾膜制備技術領域，具體涉及一種具有優良微生物負載性特點的以PVDF分為主體的多芯結構增強型的微生物載體雜化MBfR膜及其制備方法。

背景技術

膜生物膜反應器(Membrane Biofilm Reactor,MBfR)膜是一種將膜曝氣與傳統生物污水處理相結合的新型水污染控制技術，由于具有優異的氧傳質特性，可以應用于亞硝酸鹽超標的飲用水項目處理，相比于反滲透處理工藝及納濾處理工藝，節能達40～90％，且無濃水排放；也可以應用于黑臭河治理及其它硝化、反硝化環節，在給水凈化、中水回用、廢水處理等領域得到越來越廣泛的應用。目前國內外現有的市場化產品由于基本采用燒結拉伸PTFE疏水膜作為MBfR膜材料，存在無皮層，內外側孔徑一致，泡點壓力過低，外皮層孔徑過小微生物極難掛膜，且微生物只能通過EPS簡單附著在MBfR膜表面，微生物性質單一，數量少，由此帶來氧傳質微生物利用率極低，COD及TN去除效率不穩定的弊端，從而很難市場化推廣。因此，尋找一種具有孔徑梯度，合適的內層孔徑保證合適的泡點壓力，外層具有較大的立體網狀孔結構及巨大的比表面積，便于微生物生長繁殖的膜元件生產工藝非常重要。

聚偏氟乙烯(PVDF)是一種目前廣泛應用的高端合成材料，具有非常優異的物理化學性能，可以耐大多數無機酸(發煙硫酸和濃硝酸除外)以及各種強堿、多數有機溶劑(如醇類、鹵代烴、脂肪烴、芳烴)等，可以應用于各種腐蝕性環境。但對于長期處于水力及汽水沖擊使用環境而言，無支撐PVDF中空纖維膜存在易斷絲的缺陷，市面MBR膜元件目前為解決該問題，采用PET鉤織管涂敷PVDF制造過濾膜，但該內過濾膜只能作為外壓使用，內壓使用會導致皮層脫落，產品失效問題。

為此有必要開發一種內層具有較小孔徑，外層具有較大立體網狀孔結構，且外層須具有較大的比表面積的MBfR膜，同時要求MBfR膜具備較高的機械強度，以適應存在較高的水力沖擊的使用環境。

發明內容

本發明的目的在于為克服現有技術的不足，提供一種微生物載體雜化MBfR膜，微生物極易附著且泡點合適的PVDF材質為主材的增強機械強度的MBfR中空纖維膜，同時，本發明還提供了該膜的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案來實現的：

本發明提供了一種微生物載體雜化MBfR膜，所述微生物載體雜化MBfR膜為中空纖維膜；包括以下重量百分比的各組份的鑄膜液：PVDF 12-35％、成孔劑2-18％、微生物載體0.05-15％、溶劑45-86％，所述的微生物載體為300～2000目粒度的硝酸改性活性炭粉末或者碳納米管中的一種或二種的組合。

優選地，本發明提供微生物載體雜化MBfR膜，所述微生物載體雜化MBfR膜為中空纖維膜；由具有以下重量百分比的各組份的鑄膜液制成：PVDF 12-35％、成孔劑2-18％、微生物載體0.05-15％、溶劑45-86％，所述的微生物載體為300～2000目粒度的硝酸改性活性炭粉末或者碳納米管中的一種或二種的組合。

優選地，本發明提供微生物載體雜化MBfR膜，PVDF為重均分子量10-80萬的樹脂粉。

進一步優選地，PVDF為平均重均分子量20～60萬的樹脂粉。