[發明專利]一種微孔無機濾膜的制備工藝和制備方法

有效

• 申請號: 201911025347.0
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110860216B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 成亮;劉俊;周應征;管大為
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/12;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 六安眾信知識產權代理事務所(普通合伙) 34123
• 代理人: 魯曉瑞

本發明公開了一種微孔無機濾膜，為脲酶活性微生物碳酸鈣復合體系制備無機濾膜，通過制備脲酶活性微生物碳酸鈣復合體系，促進復合體系中的脲酶水解尿素反應，生成碳酸鈣漿狀懸浮液，在混合體系中加入一定量的紙漿纖維，將混合固相沉淀物經多孔介質過濾后形成無強度漿狀層；將漿狀層置于礦化膠結液中進一步礦化，形成具有一定強度的微生物碳酸鈣紙漿纖維復合無機濾膜。本發明的工藝簡單，原材料獲取方便，所采用的脲酶活性微生物，對人體無害，在新陳代謝產生碳酸鈣的過程中不會產生有害物質，無機濾膜在污水處理、細菌過濾等方面的利用中，不會發生副反應或對細菌有毒害作用，屬于環境友好型濾膜，過濾效果好，具有很強的實用性和廣泛的適用性。

技術領域

本發明涉及一種微孔無機濾膜，具體涉及一種脲酶活性微生物碳酸鈣復合體系制備無機濾膜的工藝和方法，屬于微生物化學、生物無機非金屬材料和膜分離技術領域。

背景技術

膜分離技術由于其能耗低、處理效率高、自動化程度高等優點，廣泛用于食品飲料、醫療制藥、市政工水處理、工業用高純水、鍋爐補水、海水淡化、電子行業超純水、廢水處理與回用、物料濃縮提純等多種行業。特別在污水處理方面，通過在濾膜一側施加一定的壓力，使污水從膜的一側流到另一側，污水中含有的有害物質、細菌等被截留在膜面上，從而達到污水凈化的目的。相比與傳統的化學處理方法，膜分離技術更加簡便、有效。

根據濾膜孔徑的不同，可將其分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。

膜分離技術的應用在各行各業都有了顯著的效益，但依然存在著一些限制發展的問題。其中，最顯著的問題是膜污染，工業廢水含有大量的有害污染物且種類成分多樣，利用膜分離技術截留的效果不理想，而且存在著膜面堵漏、化學破壞、細菌生長等污染問題；其次，在長期的使用中，濾膜易發生破損導致分離性能降低的現象。

目前對于膜污染、膜耐久性低等問題的解決方法尚未成熟；因此，亟需研究出一種環境友好、耐久性高且具有自清潔性的新型濾膜。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種脲酶活性微生物碳酸鈣復合體系制備無機濾膜的工藝和方法。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種微孔無機濾膜，制備工藝如下反應式：

尿素+Ca²⁺+n(CaCO₃-脲酶菌)→NH₄⁺+(CaCO₃-CaCO₃)_n。

上述的一種微孔無機濾膜，制備方法包括以下步驟：

S1、把脲酶微生物置于含有鈣源和尿素的環境下發生生物礦化反應，制得具有脲酶活性的碳酸鈣漿狀懸浮液；

S2、往碳酸鈣漿狀懸浮液中加入一定量的紙漿纖維，制得混合固相沉淀物；

S3、利用多孔介質過濾上述沉淀物，制得漿狀層；

S4、將漿狀層壓實并放置在礦化膠結液中進一步固化，形成具有多孔結構的微生物碳酸鈣紙漿纖維復合無機濾膜。

上述步驟S1中含有鈣源和尿素的環境包括含有鈣源和尿素的水溶液，脲酶微生物與水溶液的體積比為1:10-10:1。

上述步驟S1中的尿素和鈣源的濃度相等，且均為0.05-1.5mol/L。

上述步驟S1的生物礦化反應的時間為2-24h；還包括以100-600rpm的轉速攪拌。

上述步驟S1中的脲酶微生物的光密度(OD₆₀₀)為0.1-5，脲酶活性為1-30U/ml。

上述步驟S1中的鈣源包括氯化鈣、醋酸鈣、硝酸鈣。