CN109351194A - 超滤膜保存剂和提高超滤膜的膜通量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超滤膜保存剂和提高超滤膜的膜通量的方法。其中，一种超滤膜保存剂，其包括将以下重量份的原料组分混合：10‑20份聚乙二醇、5‑10份甘油、1‑5份氯化钙、15‑20份亚硫酸氢钠以及30‑50份水。上述超滤膜保存剂的原料组份合理，通过控制各组分的合理用量，使各组分充分发挥作用，协同增效。氯化钙可以使超滤膜表面孔数量增多，同时还可以增大超滤膜的热稳定性以及亲水性。聚乙二醇可以增大超滤膜的孔径，提高超滤膜的孔隙率，再辅以其他原料，可以显著提高超滤膜的膜通量。此外，上述超滤膜保存剂还可以提高超滤膜的油污截留率。

Description

超滤膜保存剂和提高超滤膜的膜通量的方法
技术领域
本发明涉及超滤膜领域，特别是涉及一种超滤膜保存剂和提高超滤膜的膜通量的方法。
背景技术
随着工业的发展，水污染日益加剧，超滤膜被广泛的应用到污水处理过程中。但是，超滤膜在反复使用中，超滤膜的膜通量、截留率等性能会下降，严重制约着超滤膜的使用寿命，而传统的对超滤膜的改性工艺中，大多集中在铸膜液中加入改性添加剂，但是在制备成品超滤膜的过程中，改性添加剂的加入还与选用的制备方法和制备工艺参数相关，致使工艺复杂，制备得到的超滤膜的膜通量差，而对于已经制备好的超滤膜而言，还没有能够提高超滤膜的膜膜通量的保存剂和方法。
发明内容
基于此，针对传统超滤膜的膜通量差的问题，提供一种能够超滤膜保存剂和提高超滤膜的膜通量的方法。
一种超滤膜保存剂，包括将以下重量份的原料组分混合：
上述超滤膜保存剂的原料组份合理，通过控制各组分的合理用量，使各组分充分发挥作用，协同增效。氯化钙可以使超滤膜表面孔数量增多，同时还可以增大超滤膜的热稳定性以及亲水性。聚乙二醇可以增大超滤膜的孔径，提高超滤膜的孔隙率，再辅以其他原料，可以显著提高超滤膜的膜通量。此外，上述超滤膜保存剂还可以提高超滤膜的油污截留率和保湿效果。
在其中一个实施例中，所述超滤膜保存剂还包括以下重量份的原料组分：无水硫酸钠10-15份和N,N-二甲基乙酰胺2-8份中的一种或两种。
在其中一个实施例中，还包括将上述重量份的原料组分与交联型聚合物按照重量比1:1-1:3混合，即得超滤膜保存剂。
在其中一个实施例中，所述交联型聚合物为明胶、壳聚糖或聚乳酸微球。
在其中一个实施例中，所述聚乙二醇的分子量为8000-10000。
本发明还提供一种提高超滤膜的膜通量的方法。
一种提高超滤膜的膜通量的方法，包括如下步骤：
将超滤膜浸入本发明所述超滤膜保存剂中浸泡。
上述提高超滤膜的膜通量的方法简单，只需用本发明的超滤膜保存剂对超滤膜浸泡即可，经上述方法处理得到的超滤膜的膜通量和油污截留率显著提高。
在其中一个实施例中，所述超滤膜为聚砜、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜或聚偏氟乙烯。
在其中一个实施例中，用杀菌剂对经所述保存剂浸泡后的超滤膜进行喷淋，然后将经喷淋后的超滤膜置入水中浸泡。
在其中一个实施例中，所述杀菌剂为次氯酸钠或双氧水中的一种或两种。。
在其中一个实施例中，所述喷淋的喷淋压力为0.4MPa-0.5MPa，所述喷淋的喷淋时间为10-20分钟。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中提供一种超滤膜保存剂，其包括以下重量份的原料组分：
其中，聚乙二醇主要作用是增大超滤膜的孔径，提高超滤膜的孔隙率。
在一具体实施方式中，所述聚乙二醇的分子量为6000-10000之间，例如：聚乙二醇的分子量为6000、聚乙二醇的分子量为8000、聚乙二醇的分子量为 10000。经试验测试，聚乙二醇的分子量为8000时可以更好的提高超滤膜的膜通量。
其中，氯化钙可以使超滤膜表面孔数量增多，同时还可以增大超滤膜的热稳定性以及亲水性。
其中，甘油具有良好的保湿效果，能够使膜组件保持润湿。
在一具体实施方式中，本发明的超滤膜保存剂还包括无水硫酸钠10-15份和 N,N-二甲基乙酰胺2-8份中的一种或两种。
在一具体实施方式中，本发明的一种超滤膜保存剂，其包括以下重量份的原料组分：
上述超滤膜保存剂可以更好的提高超滤膜的膜通量。
在一具体实施方式中，本发明的一种超滤膜保存剂，其包括以下重量份的原料组分：
上述超滤膜保存剂可以更好的提高超滤膜的膜通量。
在一具体实施方式中，本发明的一种超滤膜保存剂，其包括以下重量份的原料组分：
上述超滤膜保存剂可以更好的提高超滤膜的膜通量。
在一具体实施方式中，还包括将上述重量份的原料组分与交联型聚合物按照重量比1:1-1:3混合即得超滤膜保存剂，上述超滤膜保存剂为外部由高分子交联物包裹有效成分的超滤膜保存剂。优选地，将上述重量份的原料与交联型聚合物按照1:2混合即得。
其中，交联型聚合物具有很好的表面活性包覆和枝节作用，与上述原料组份中的聚乙二醇之间相互交联，进而得到稳定的高分子微球结构的保存剂。此外，与传统的超滤膜保存剂相比，经高分子微球结构的保存剂浸泡的超滤膜表面牢牢吸附高分子微球，在超滤膜后期的保存中，保存剂中的有效成分可以从高分子微球结构的孔隙中缓释，起到长效的超滤膜的膜通量，进一步延长超滤膜的使用寿命的作用。
在一具体实施方式中，所述交联型聚合物为明胶、壳聚糖或聚乳酸微球。当然可以理解的是，交联型聚合物也可以选自其他天然高分子交联聚合物或化学合成的高分子交联聚合物。
上述超滤膜保存剂的原料组份合理，通过控制各组分的合理用量，使各组分充分发挥作用，协同增效。氯化钙可以使超滤膜表面孔数量增多，同时还可以增大超滤膜的热稳定性以及亲水性。聚乙二醇可以增大超滤膜的孔径，提高超滤膜的孔隙率，再辅以其他原料，可以显著提高超滤膜的膜通量。此外，上述超滤膜保存剂还可以提高超滤膜的油污截留率和保湿效果。
本发明还提供一种提高超滤膜的膜通量的方法，其包括如下步骤：
将超滤膜浸入本发明任一项所述超滤膜保存剂中浸泡。
在一具体实施方式中，所述浸泡时间为5h-6h，进一步提高超滤膜保存剂在超滤膜的存留量，从而增强超滤膜的膜通量。
上述提高超滤膜的膜通量的方法简单，只需经过浸泡处理，就可提高超滤膜的膜通量。
在一具体实施方式中，所述超滤膜为聚砜、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜或聚偏氟乙烯。
在一具体实施方式中，用杀菌剂对经所述保存剂浸泡后的超滤膜进行喷淋，然后将经喷淋后的超滤膜置入水中浸泡。杀菌剂可以防止超滤膜表面滋生细菌，延长保存期。
在一具体实施方式中，所述杀菌剂为次氯酸钠中的双氧水中的一种或两种。
在一具体实施方式中，所述杀菌剂为体积分数为0.5％-1.0％的次氯酸钠水溶液。
在一具体实施方式中，所述喷淋的喷淋压力为0.4MPa-0.5MPa，所述喷淋的喷淋时间为10-20分钟。
上述提高超滤膜的膜通量的方法简单，只需用本发明的超滤膜保存剂对超滤膜浸泡即可，经上述方法处理得到的超滤膜的膜通量和油污截留率显著提高。
以下结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
将分子量为10万的聚氯乙烯超滤膜浸入超滤膜保存剂中浸泡5h，然后取出经处理后的超滤膜备用。所述超滤膜保存剂按照下述原料组分(重量份)混合：
实施例2
将分子量为10万的聚氯乙烯超滤膜浸入超滤膜保存剂中浸泡5h，然后取出经处理后的超滤膜备用。所述超滤膜保存剂按照下述原料组分(重量份)混合：
实施例3
将分子量为10万的聚氯乙烯超滤膜浸入超滤膜保存剂中浸泡5h，然后取出经处理后的超滤膜备用。所述超滤膜保存剂按照下述原料组分(重量份)混合：
实施例4
将分子量为10万的聚氯乙烯超滤膜浸入超滤膜保存剂中浸泡5h，然后取出经处理后的超滤膜备用。所述超滤膜保存剂按照下述原料组分(重量份)混合：
实施例5
先将所述超滤膜保存剂按照下述原料组分混合得混合物A，混合物A中各原料组份(重量份)组成如下：
然后在将混合物A与壳聚糖按照重量比1:2混合，即得超滤膜保存剂。然后将分子量为10万的聚氯乙烯超滤膜浸入超滤膜保存剂中浸泡5h，然后取出用体积分数为0.5％对经所述保存剂浸泡后的超滤膜进行喷淋，然后将经喷淋后的超滤膜置入水中浸泡，备用。其中，所述喷淋的喷淋压力为0.4MPa，所述喷淋的喷淋时间为20分钟。
对比例1
超滤膜的处理方法大体上与实施例1相同，不同之处在于，所述超滤膜保存剂的组分不含聚乙二醇。
对比例2
超滤膜的处理方法大体上与实施例1相同，不同之处在于，所述超滤膜保存剂的组分不含氯化钙。
对比例3
超滤膜的处理方法大体上与实施例1相同，不同之处在于，所述超滤膜保存剂按下述组分(重量份)制成：
对比例4
将分子量为10万的聚氯乙烯超滤膜浸泡在质量浓度为10％的氯化钙水溶液中浸泡8小时，然后取出经处理后的超滤膜备用。
性能测试：
在测试环境温度为25℃、运行压力为0.1MPa的条件下，对本发明处理后的超滤膜进行膜通量测试(本发明所称的膜通量也叫做超滤膜的水通量)，测试方法为HY/T050-1999《中空纤维超滤膜测试方法》。分别对聚氯乙烯超滤膜使用5次和10次后用保存剂进行处理的测试结果见表1和表2，
表1
表2
聚氯乙烯超滤膜 膜通量(L/m<sup>2。</sup>h) 油污截留率(％)
实施例1 75.25 74.25
实施例2 71.53 80.12
实施例3 140.14 85.47
实施例4 143.25 83.14
实施例5 200.19 90.87
对比例1 31.04 51.15
对比例2 36.94 50.27
对比例3 45.16 61.12
对比例4 50.24 69.02
由表1和表2可知，经实施例1-5组中的保存方法处理后的聚氯乙烯超滤膜的膜通量和油污截留率相比于对比例1-4组均显著提高。实施例5(经壳聚糖包埋的微球结构)中的聚氯乙烯超滤膜的膜通量和油污截留率在所有组别中效果最好，即便使用10次后，聚氯乙烯超滤膜的膜通量和油污截留率也可以保持较高水平，这与壳聚糖能够与超滤膜的表面牢牢吸附有关，从而使保存剂中的有效物质得到缓释，起到长效提高超滤膜的膜通量和油污截留率的作用。
而对比例1(不含聚乙二醇)和对比例2(不含氯化钙)中的膜通量的测试效果相加也不如实施例1中的膜通量高，说明本发明中的超滤膜保存剂的各组分配比具有协同增效的作用。对比例3各组分配比关系不在本发明中的超滤膜保存剂中各组分的配比范围之中，膜通量和油污去除率均较差。对比例4中的聚氯乙烯超滤膜经常规的超滤膜保存剂处理，虽然效果好于其他对比例组，但相对于实施例组而言，膜通量和油污截留率均较差。此外，用本发明的超滤膜保存剂处理的超滤膜经长期储存后，超滤膜的表面没有异样变化，膜丝也没有发霉生藻变臭等腐坏，超滤膜的保湿性好。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种超滤膜保存剂，其特征在于，包括将以下重量份的原料组分混合：
2.根据权利要求1所述的超滤膜保存剂，其特征在于，所述超滤膜保存剂还包括以下重量份的原料组分：无水硫酸钠10-15份和N,N-二甲基乙酰胺2-8份中的一种或两种。
3.根据权利要求1或2所述的超滤膜保存剂，其特征在于，还包括将上述重量份的原料组分与交联型聚合物按照重量比1:1-1:3混合，即得超滤膜保存剂。
4.根据权利要求3所述的超滤膜保存剂，其特征在于，所述交联型聚合物为明胶、壳聚糖或聚乳酸微球。
5.根据权利要求1所述的超滤膜保存剂，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为8000-10000。
6.一种提高超滤膜的膜通量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将超滤膜浸入权利要求1-5任一项所述超滤膜保存剂中浸泡。
7.根据权利要求6所述的提高超滤膜的膜通量的方法，其特征在于，所述超滤膜为聚砜、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜或聚偏氟乙烯。
8.根据权利要求6所述的提高超滤膜的膜通量的方法，其特征在于，用杀菌剂对经所述保存剂浸泡后的超滤膜进行喷淋，然后将经喷淋后的超滤膜置入水中浸泡。
9.根据权利要求8所述的提高超滤膜的膜通量的方法，其特征在于，所述杀菌剂为次氯酸钠或双氧水中的一种或两种。
10.根据权利要求8所述的提高超滤膜的膜通量的方法，其特征在于，所述喷淋的喷淋压力为0.4MPa-0.5MPa，所述喷淋的喷淋时间为10-20分钟。
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