[發明專利]一種廢棄的帶襯增強中空纖維膜的綜合利用方法

在審

• 申請號: 202210280314.6
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114588784A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 董永全;盛明鑫;鐘榮;肖芬
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B01D65/02
• 分類號: B01D65/02;B01D65/10;C02F3/12;C02F101/16
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

本發明一種廢棄的帶襯增強中空纖維膜的綜合利用方法是將廢棄的帶襯增強中空纖維膜組件分別用次氯酸鈉和氫氧化鈉的混合溶、檸檬酸溶液浸泡處理后清洗干凈，再在肥皂水中充氮氣檢漏，并將檢查出來的滲漏點修補處理，然后回收用作膜充氧、膜曝氣生物反應器的膜元件。本發明將修補處理后的中空纖維膜回收用作膜充氧、膜曝氣生物反應器的膜元件，應用于污水處理、城市黑臭水體治理的曝氣裝置和生物膜載體，實現了廢棄的帶襯增強中空纖維膜組件固體廢棄物的資源化和減量化，達到了綜合利用的目的。本發明方法簡便，可操作性強，作為膜曝氣器和生物膜載體。

技術領域

本發明涉及一種廢棄的帶襯增強中空纖維膜的綜合利用方法，具體屬于水環境治理中曝氣器和生物膜載體技術領域。

背景技術

隨著膜分離技術的發展，膜在水處理領域的應用越來越廣泛，膜生物反應器越來越多的應用在城市污水處理、小型分散式污水處理、工業廢水處理等領域。浸沒式膜生物反應膜（MBR）利用膜上的微孔，實現活性污泥和水的分離，從而替代傳統的二沉池。根據膜的形狀可分為平板膜、中空纖維膜和管式膜等。根據膜材質可分為有機膜和無機膜。根據膜堆安裝的位置可分為內置式和外置式。膜結構從最初的均質膜發展到現在的增強復合膜。膜材質從聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜等高分子膜發展到目前的聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中空纖維膜。隨著MBR技術的廣泛應用，更耐酸堿的平板陶瓷膜和中空陶瓷膜最近幾年也有大量的應用。

目前，MBR中應用最多的是中空纖維超濾膜，膜材質主要有聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚四氟乙烯這幾種。聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯不能找到合適的溶劑，都是采用熱致相轉化法生產。聚偏氟乙烯通常是用非溶劑致相轉化法制備。最初都是均質膜，膜污染后經常需要離線清洗，均質膜強度較差，經過幾次清洗后，膜斷絲現象嚴重，導致膜壽命很短，更換頻率很高，膜的使用成本太高，因此以中空聚酯的編織管為增強材料，外表面涂覆聚偏氟乙烯的膜液，制得的增強型的中空纖維膜，強度高，使用壽命長，但是這個膜有一個缺陷就是隨著運行時間的增長，膜表面的高壓沖洗和反沖洗的共同作用下，部分膜皮層容易脫落，導致中空纖維超濾膜對活性污泥的截留率下降，進而造成產水中的懸浮物（SS）超標，這種膜皮層脫落引起的膜截留效率降低按照目前的技術難以解決，只能整批膜報廢。劉洋（劉洋，陳衛航，張婕，等. 從中空纖維回收聚砜材料的工藝研究，安全與環境學報，2011,11（5）：86-89）采用溶解-沉淀法回收聚砜中空纖維膜中的聚砜，將聚砜中空纖維膜破碎，除雜后加入四氫呋喃溶解，然后加入乙醇沉淀，過濾后干燥得到聚砜。這種方法只能對未污染的中空纖維膜中的聚砜膜材料進行回收。李秀芬（李秀芬，吳杰，任月萍.污水處理MBR工程廢棄膜材料的再生利用技術研究, 中國環境科學學會學術年會論文集，2015：2624-2627）選用工程拆解下來廢棄的平板聚偏氟乙烯（PVDF）膜為研究對象，用工具剪碎，加入一定量的有機溶劑，攪拌溶解，再加入去離子水沉淀，離心收集PVDF固體。對比了二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N，N-二甲基吡咯烷酮三種溶劑、提取溫度等回收條件對PVDF回收效果的影響。提取物中存在少量的PET碎屑和聚乙烯吡咯烷酮。膜必須進行清洗，否則膜中無機和有機污染物會影響膜材料的純度。目前文獻報道中沒有其他行之有效的廢棄MBR膜綜合利用的報道，就其原因主要是回收過程復雜，產品純度低，難以二次再利用，所以目前都是采用焚燒法處置，PVDF是一種含氟的高分子材料，焚燒會產生含氟的有毒物質，對環境造成污染，因此必須尋求其他的資源化利用方法。