[發明專利]一種可生物降解的無機有機復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110863598.7
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113457463B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發明（設計）人: 程發彬;李涓勝;吳金鍵;潘東升;鄭畢華;楊永康
• 申請（專利權）人: 湖南歐威愛特新材料科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/08;B01D69/12;B01D71/48;C02F3/00
• 代理公司: 湖南省森越知運專利代理事務所(普通合伙) 43258
• 代理人: 龍芳

一種可生物降解的無機有機復合膜及其制備方法，本發明涉及復合膜技術領域，它包含陶瓷基膜和可降解交聯聚乳酸截留層；可降解交聯聚乳酸截留層設置于陶瓷基膜的表面；所述可降解交聯聚乳酸截留層為鑄膜液制成，該鑄膜液由如下重量百分比成分組成：聚乳酸12?22%、成孔劑3?12%、增韌劑1?6%和溶劑60?84%。以陶瓷微孔管式膜為基膜，表面通過NIPS工藝形成致密的可降解截留層，同時進行化學交聯，使得該復合膜具有在3?5年的壽命期內不降解或輕度降解的效果，以滿足污水處理應用場景需求。

技術領域

本發明涉及復合膜技術領域，具體涉及一種可生物降解的無機有機復合膜及其制備方法。

背景技術

膜生物反應器(MembraneBioreactor,簡稱MBR）技術是生物處理技術與膜分離技術相結合的一種新技術，取代了傳統工藝中的二沉池，它可以高效地進行固液分離,得到直接使用的穩定中水。又可在生物池內維持高濃度的微生物量，工藝剩余污泥少，有效地去除氨氮，出水懸浮物和濁度接近于零，出水中細菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面積小。目前國內外現有的市場化產品主要以陶瓷膜及帶PET內襯管的PVDF膜為主，陶瓷膜具有使用壽命長，良好的環境友好性，但陶瓷膜很難制備小孔徑大通量的膜元件且由于成孔特性，雖然有些陶瓷膜也能做到孔徑沿壁厚方向梯度分布，但依然未見過濾表面擁有致密的截留層的陶瓷膜，這樣的產品在運行中容易帶來深層污染，即污染物容易沿進入膜孔深層內部，堵塞孔道，此時需要大量的強酸強堿來清洗恢復，帶來二次污染，甚至有時需要用砂紙類磨料打磨過濾面，才能有效恢復過濾通量。帶PET內襯管的PVDF膜過濾面一般具有致密的截留層，污染物一般在膜表面形成濾餅，極少進入深層孔道，運行通量下降后恢復簡單，但運行多年后的該類型膜也會由于材質老化、親水性下降、深層污染物積累等原因需要更換，更換下來的舊膜極難處理，PVDF幾乎不具備生物降解性，一般只能做危廢處理，帶來很大的環境污染。因此，尋找一種具有可生物降解，且具備致密截留層的MBR膜產品非常重要。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供了一種可生物降解的無機有機復合膜及其制備方法，以陶瓷微孔管式膜為基膜，表面通過NIPS工藝形成致密的可降解截留層，同時進行化學交聯，使得該復合膜具有在3-5年的壽命期內不降解或輕度降解的效果，以滿足污水處理應用場景需求。

為達到上述目的，本發明中所述的一種科生物降解的無機有機復合膜，它包含陶瓷基膜和可降解交聯聚乳酸截留層；可降解交聯聚乳酸截留層設置于陶瓷基膜的表面；所述可降解交聯聚乳酸截留層為鑄膜液制成，該鑄膜液由如下重量百分比成分組成：聚乳酸12-22%、成孔劑3-12%、增韌劑1-6%和溶劑60-84%。

優選地，所述可生物降解的無機有機復合膜為中空纖維膜，且為內外圓同心的單流道或多流道的結構。

優選地，所述陶瓷基膜為中空管式膜，陶瓷基膜的外徑為12-25mm，內徑為8-16mm，過濾孔徑為0.5-1.2μm。

優選地，所述可降解交聯聚乳酸截留層可以為海綿狀微觀結構，也可為指狀孔或泡腔結構；為優化過濾性能及有機無機復合強度，優選海綿狀微孔結構；為產品降低能耗，優選指狀孔單皮層結構，可降解交聯聚乳酸截留層的過濾孔徑為0.03-0.22μm。

優選地，所述成孔劑為數均相對分子質量為8000-20000聚乙二醇、數均相對分子質量為8000-58000聚乙烯吡咯烷酮、吐溫或二甘醇中的一種或多種混合而成。

優選地，所述增韌劑為乙烯基吡絡烷酮醋酸乙烯共聚物，VP/VA為7/3或6/4。

優選地，所述溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或磷酸丁內酯中的一種或多種混合而成。

本發明中所述的一種可生物降解的無機有機復合膜的制備方法，它的操作步驟如下：

步驟一、生產定制單孔或多孔的陶瓷基膜；