CN105347620A - 一种膜材料改性的mbr膜生物反应器 - Google Patents

一种膜材料改性的mbr膜生物反应器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种膜材料改性的MBR膜生物反应器，属于MBR膜生物反应器领域。本发明针对目前MBR膜生物反应器中，膜组件较为昂贵，且使用时间较短，易更换的问题，通过聚乙烯醇改性膜材料亲水性能，从而提高MBR膜生物反应器的使用周期。

Description

一种膜材料改性的MBR膜生物反应器
技术领域
本发明涉及一种膜材料改性的MBR膜生物反应器，属于MBR膜生物反应器领域。
背景技术
膜生物反应器是一种将膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，近年来受到重视，其已成为国内外研究的热点MBR技术具有出水水质优良、运行操作简单、污泥产率低、占地面积小等特点，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量；但是,目前存在着一些因素制约工艺进一步推广应用,制约因素主要为昂贵的膜组件价格、高的运行能耗和快的通量衰减。
膜污染问题现已成为工艺广泛推广的瓶颈延缓膜污染成为急需解决的关键问题之一。对膜表面进行亲水化改性可以有效改善膜通量衰减快的问题,是解决膜污染问题的一个重要途径。聚乙烯醇表面层的膜都具有良好的抗生物污染能力,这样的膜组件无论是在酸性环境还是碱性环境中都具有良好的稳定性和显著的抗磨损能力。所以通过将聚乙烯醇制备一种MBR膜生物反应器中的膜很有必要。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前MBR膜生物反应器中，膜组件较为昂贵，且使用时间较短，易更换的问题，提供了一种通过聚乙烯醇改性膜材料亲水性能，从而提高MBR膜生物反应器的使用周期。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种聚乙二醇/壳聚糖微球复合生物医用敷料，其特征在于具体制备步骤为：
(1)按重量份数计，分别选取5～35份纳米二氧化钛颗粒、20～40份质量分数为36％的乙酸溶液、30～40份的聚乙烯醇和5～15份的失水山梨糖醇脂肪酸酯，在20～30℃下搅拌混合，并用质量浓度为90％的盐酸溶液调节其pH为1.5～2.0；
(2)待pH调节完成后，制备得聚合乳浊液，随后再按重量份数计，选取20～50份的聚合乳浊液、30～50份的乙醚和20～30份的30mg/mL的戊二醛溶液，并对其升温至60～80℃，磁力搅拌使其交联2～3h；
(3)待交联结束后，通过大量去离子水洗涤至pH为7，并对其进行抽滤，取其滤饼分别用无水乙醇和异丙酮在索式抽提器中抽提20～24h后，取出滤饼在50～60℃下真空干燥20～30min后，制备得聚乙烯醇纳米微球备用；
(4)按质量比1:15，将上述制备的聚乙烯醇纳米微球溶于去离子水中，在200～300W下超声处理10～15min，并用质量浓度20％的氢氧化钠溶液调节其pH为10.5～11.5，制备得涂布溶液；
(5)选取一无纺布置于质量浓度为35％的乙醇溶液中，在25～30℃的摇床中振荡20～22h，随后将其置于涂布溶液中，在20～25℃的摇床中以100～120rpm的速度振荡15～20h，待振荡完成后，将膜片去除，用去离子水洗涤至pH为7.0，随后将其置于45～50℃烘箱中干燥10～12h，制备得MBR膜；
(6)将所需处理的污水由入水口加入至处理池中，在减压泵抽水和重力作用下，污水由上至下开始处理，通过含有填料的填料管，对污水进行处理，待通过三次吸附和曝气作用后，将细小颗粒悬浮进行吸附，同时继续向下，通过上述制备的MBR膜将大颗粒的杂质进行阻隔，再次过滤后，下降至下层的MBR膜，在MBR下过滤膜最后对其过滤，通过出水口至减压泵由出水口排出，完成对污水的处理。本发明的有益效果是：
(1)本发明通过聚乙烯醇改性MBR膜亲水性能，使用周期提高20～30％；
(2)通过聚乙烯醇改性膜材料，绿色无污染，且所需成本低。
具体实施方式
首先按重量份数计，分别选取5～35份纳米二氧化钛颗粒、20～40份质量分数为36％的乙酸溶液、30～40份的聚乙烯醇和5～15份的失水山梨糖醇脂肪酸酯，在20～30℃下搅拌混合，并用质量浓度为90％的盐酸溶液调节其pH为1.5～2.0；待pH调节完成后，制备得聚合乳浊液，随后再按重量份数计，选取20～50份的聚合乳浊液、30～50份的乙醚和20～30份的30mg/mL的戊二醛溶液，并对其升温至60～80℃，磁力搅拌使其交联2～3h；待交联结束后，通过大量去离子水洗涤至pH为7，并对其进行抽滤，取其滤饼分别用无水乙醇和异丙酮在索式抽提器中抽提20～24h后，取出滤饼在50～60℃下真空干燥20～30min后，制备得聚乙烯醇纳米微球备用；按质量比1:15，将上述制备的聚乙烯醇纳米微球溶于去离子水中，在200～300W下超声处理10～15min，并用质量浓度20％的氢氧化钠溶液调节其pH为10.5～11.5，制备得涂布溶液；选取一无纺布置于质量浓度为35％的乙醇溶液中，在25～30℃的摇床中振荡20～22h，随后将其置于涂布溶液中，在20～25℃的摇床中以100～120rpm的速度振荡15～20h，待振荡完成后，将膜片去除，用去离子水洗涤至pH为7.0，随后将其置于45～50℃烘箱中干燥10～12h，制备得MBR膜；将所需处理的污水由入水口加入至处理池中，在减压泵抽水和重力作用下，污水由上至下开始处理，通过含有填料的填料管，对污水进行处理，待通过三次吸附和曝气作用后，将细小颗粒悬浮进行吸附，同时继续向下，通过上述制备的MBR膜将大颗粒的杂质进行阻隔，再次过滤后，下降至下层的MBR膜，在MBR下过滤膜最后对其过滤，通过出水口至减压泵由出水口排出，完成对污水的处理。
实例1
首先按重量份数计，分别选取5份纳米二氧化钛颗粒、40份质量分数为36％的乙酸溶液、40份的聚乙烯醇和15份的失水山梨糖醇脂肪酸酯，在20℃下搅拌混合，并用质量浓度为90％的盐酸溶液调节其pH为1.5；待pH调节完成后，制备得聚合乳浊液，随后再按重量份数计，选取20份的聚合乳浊液、50份的乙醚和30份的30mg/mL的戊二醛溶液，并对其升温至60℃，磁力搅拌使其交联2h；待交联结束后，通过大量去离子水洗涤至pH为7，并对其进行抽滤，取其滤饼分别用无水乙醇和异丙酮在索式抽提器中抽提20h后，取出滤饼在50℃下真空干燥20min后，制备得聚乙烯醇纳米微球备用；按质量比1:15，将上述制备的聚乙烯醇纳米微球溶于去离子水中，在200W下超声处理10min，并用质量浓度20％的氢氧化钠溶液调节其pH为10.5，制备得涂布溶液；选取一无纺布置于质量浓度为35％的乙醇溶液中，在25℃的摇床中振荡20h，随后将其置于涂布溶液中，在20℃的摇床中以100rpm的速度振荡15h，待振荡完成后，将膜片去除，用去离子水洗涤至pH为7.0，随后将其置于45℃烘箱中干燥10h，制备得MBR膜；将所需处理的污水由入水口加入至处理池中，在减压泵抽水和重力作用下，污水由上至下开始处理，通过含有填料的填料管，对污水进行处理，待通过三次吸附和曝气作用后，将细小颗粒悬浮进行吸附，同时继续向下，通过上述制备的MBR膜将大颗粒的杂质进行阻隔，再次过滤后，下降至下层的MBR膜，在MBR下过滤膜最后对其过滤，通过出水口至减压泵由出水口排出，完成对污水的处理。
实例2
首先按重量份数计，分别选取20份纳米二氧化钛颗粒、20份质量分数为36％的乙酸溶液、35份的聚乙烯醇和25份的失水山梨糖醇脂肪酸酯，在24℃下搅拌混合，并用质量浓度为90％的盐酸溶液调节其pH为1.7；待pH调节完成后，制备得聚合乳浊液，随后再按重量份数计，选取35份的聚合乳浊液、40份的乙醚和25份的30mg/mL的戊二醛溶液，并对其升温至70℃，磁力搅拌使其交联2.5h；待交联结束后，通过大量去离子水洗涤至pH为7，并对其进行抽滤，取其滤饼分别用无水乙醇和异丙酮在索式抽提器中抽提22h后，取出滤饼在55℃下真空干燥25min后，制备得聚乙烯醇纳米微球备用；按质量比1:15，将上述制备的聚乙烯醇纳米微球溶于去离子水中，在250W下超声处理12min，并用质量浓度20％的氢氧化钠溶液调节其pH为11，制备得涂布溶液；选取一无纺布置于质量浓度为35％的乙醇溶液中，在27℃的摇床中振荡21h，随后将其置于涂布溶液中，在22℃的摇床中以110rpm的速度振荡17h，待振荡完成后，将膜片去除，用去离子水洗涤至pH为7.0，随后将其置于47℃烘箱中干燥11h，制备得MBR膜；将所需处理的污水由入水口加入至处理池中，在减压泵抽水和重力作用下，污水由上至下开始处理，通过含有填料的填料管，对污水进行处理，待通过三次吸附和曝气作用后，将细小颗粒悬浮进行吸附，同时继续向下，通过上述制备的MBR膜将大颗粒的杂质进行阻隔，再次过滤后，下降至下层的MBR膜，在MBR下过滤膜最后对其过滤，通过出水口至减压泵由出水口排出，完成对污水的处理。
实例3
首先按重量份数计，分别选取35份纳米二氧化钛颗粒、20份质量分数为36％的乙酸溶液、30份的聚乙烯醇和15份的失水山梨糖醇脂肪酸酯，在30℃下搅拌混合，并用质量浓度为90％的盐酸溶液调节其pH为2.0；待pH调节完成后，制备得聚合乳浊液，随后再按重量份数计，选取50份的聚合乳浊液、30份的乙醚和20份的30mg/mL的戊二醛溶液，并对其升温至80℃，磁力搅拌使其交联3h；待交联结束后，通过大量去离子水洗涤至pH为7，并对其进行抽滤，取其滤饼分别用无水乙醇和异丙酮在索式抽提器中抽提24h后，取出滤饼在60℃下真空干燥30min后，制备得聚乙烯醇纳米微球备用；按质量比1:15，将上述制备的聚乙烯醇纳米微球溶于去离子水中，在300W下超声处理15min，并用质量浓度20％的氢氧化钠溶液调节其pH为11.5，制备得涂布溶液；选取一无纺布置于质量浓度为35％的乙醇溶液中，在30℃的摇床中振荡22h，随后将其置于涂布溶液中，在25℃的摇床中以120rpm的速度振荡20h，待振荡完成后，将膜片去除，用去离子水洗涤至pH为7.0，随后将其置于50℃烘箱中干燥12h，制备得MBR膜；将所需处理的污水由入水口加入至处理池中，在减压泵抽水和重力作用下，污水由上至下开始处理，通过含有填料的填料管，对污水进行处理，待通过三次吸附和曝气作用后，将细小颗粒悬浮进行吸附，同时继续向下，通过上述制备的MBR膜将大颗粒的杂质进行阻隔，再次过滤后，下降至下层的MBR膜，在MBR下过滤膜最后对其过滤，通过出水口至减压泵由出水口排出，完成对污水的处理。

Claims (1)

1.一种膜材料改性的MBR膜生物反应器，其特征在于具体制备步骤为：
(1)按重量份数计，分别选取5～35份纳米二氧化钛颗粒、20～40份质量分数为36％的乙酸溶液、30～40份的聚乙烯醇和5～15份的失水山梨糖醇脂肪酸酯，在20～30℃下搅拌混合，并用质量浓度为90％的盐酸溶液调节其pH为1.5～2.0；
(2)待pH调节完成后，制备得聚合乳浊液，随后再按重量份数计，选取20～50份的聚合乳浊液、30～50份的乙醚和20～30份的30mg/mL的戊二醛溶液，并对其升温至60～80℃，磁力搅拌使其交联2～3h；
(3)待交联结束后，通过大量去离子水洗涤至pH为7，并对其进行抽滤，取其滤饼分别用无水乙醇和异丙酮在索式抽提器中抽提20～24h后，取出滤饼在50～60℃下真空干燥20～30min后，制备得聚乙烯醇纳米微球备用；
(4)按质量比1:15，将上述制备的聚乙烯醇纳米微球溶于去离子水中，在200～300W下超声处理10～15min，并用质量浓度20％的氢氧化钠溶液调节其pH为10.5～11.5，制备得涂布溶液；
(5)选取一无纺布置于质量浓度为35％的乙醇溶液中，在25～30℃的摇床中振荡20～22h，随后将其置于涂布溶液中，在20～25℃的摇床中以100～120rpm的速度振荡15～20h，待振荡完成后，将膜片去除，用去离子水洗涤至pH为7.0，随后将其置于45～50℃烘箱中干燥10～12h，制备得MBR膜；
(6)将所需处理的污水由入水口加入至处理池中，在减压泵抽水和重力作用下，污水由上至下开始处理，通过含有填料的填料管，对污水进行处理，待通过三次吸附和曝气作用后，将细小颗粒悬浮进行吸附，同时继续向下，通过上述制备的MBR膜将大颗粒的杂质进行阻隔，再次过滤后，下降至下层的MBR膜，在MBR下过滤膜最后对其过滤，通过出水口至减压泵由出水口排出，完成对污水的处理。
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