CN110550699B - 一种负载催化剂的超滤膜组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种负载催化剂的超滤膜组件，包括壳体、进水管、若干负载超滤膜、隔板和若干光照组件，所述进水管贯穿壳体，壳体内部设有两个隔板，隔板的边缘分别与进水管的表面和壳体内表面紧密连接，隔板将壳体内部隔断为第一端部、过滤部和第二端部，两个隔板之间连接有若干负载超滤膜，所述负载超滤膜连通第一端部和第二端部，所述第一端部、第二端部和壳体外侧靠近过滤部的位置安装有若干光照组件，所述第一端部和第二端部均设有一个出水口，并通过出水口与外部连通，进水管位于过滤部的位置设有若干通孔，本发明的结构简单，通过光照组件以及负载超滤膜相互作用从而对污水中的小分子物质进行催化分解，具有良好的应用前景。

Description

一种负载催化剂的超滤膜组件
技术领域
本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种负载催化剂的超滤膜组件。
背景技术
现有污水处理方法包括物理、化学和生物处理的方法，物理处理的方法多采用过滤的方式对污水进行处理，通过膜材料将不同粒径的物质进行分离，从而达到净化污水的目的，随着污水处理要去的提高，如何通过物理方法同时出去污水中无法去除的小分子化学物质成为人们所关注的重点，常规小分子化学物质的处理多采用化学或生物处理的方法，这样就增加了污水处理的流程，提高了成本，超滤膜组件作为物理方法常用的处理设备，具有良好的应用前景，目前有采用膜材料接枝的方法进行化学改性，增加膜材料的化学活性，然而接枝材料不能长时间的进行污水处理，或者处理的效率极低，难以满足处理要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种能够长期稳定且高效率地对污水中的小分子污染物进行处理的负载催化剂的超滤膜组件。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种负载催化剂的超滤膜组件，包括壳体、进水管、若干负载超滤膜、隔板和若干光照组件，所述进水管贯穿壳体，壳体内部设有两个隔板，隔板的边缘分别与进水管的表面好壳体内表面紧密连接，隔板将壳体内部隔断为第一端部、过滤部和第二端部，两个隔板之间连接有若干负载超滤膜，所述负载超滤膜连通第一端部和第二端部，所述第一端部、第二端部和壳体外侧靠近过滤部的位置安装有若干光照组件，所述第一端部和第二端部均设有一个出水口，并通过出水口与外部连通，进水管位于过滤部的位置设有若干通孔。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一端部和第二端部内安装的光照组件正对隔板设置。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述壳体外侧靠近过滤部的位置设置的光照组件正对壳体外表面。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述负载超滤膜按重量份数计包括以下原料：
Figure BDA0002180601410000021
更进一步优选的，所述聚合物为聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺中的一种。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述光催化剂为磷酸银。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述负载超滤膜的制备方法包括如下步骤：
步骤一、混合聚合物、溶剂和致孔剂，常温下搅拌至溶解，得到超滤膜液，真空脱泡0.5-1h，将脱泡后的超滤膜液在平板刮膜机上刮出200-400μm的薄膜，干燥得到超滤膜；
步骤二、将步骤一所得超滤膜浸没在表面活性剂中，向表面活性剂中通入臭氧，通入时间为5-10min，通入完毕，向表面活性剂中加入光催化剂，搅拌5-10min，接枝完毕，取出干燥，得到负载超滤膜。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基磺酸钠。
本发明的负载催化剂的超滤膜组件相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)本发明的负载催化剂的超滤膜组件在常规超滤膜组件的基础上，增加了光照组件，同时利用接枝改性的方法对超滤膜本体进行接枝改性，接枝的催化剂能够在光照条件下催化污水中的小分子污染物进行分解；
(2)本发明的整个组件结构简单，通过对膜的接枝以及结构上的改进，使组件具备处理小分子污染物的能力，具有良好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的负载催化剂的超滤膜组件的剖视图。
图中：1-壳体、2-进水管、3-负载超滤膜、4-隔板、5-光照组件、6-第一端部、7-过滤部、8-第二端部、21-通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，在具体实施方式中，本发明的负载催化剂的超滤膜组件，其包括壳体1、进水管2、若干负载超滤膜3、隔板4和若干光照组件5，所述进水管2贯穿壳体1，壳体1内部设有两个隔板4，隔板4的边缘分别与进水管2的表面和壳体1内表面紧密连接，隔板4将壳体1内部隔断为第一端部6、过滤部7和第二端部8，两个隔板4之间连接有若干负载超滤膜3，所述负载超滤膜3连通第一端部6和第二端部8，所述第一端部6第二端部8和壳体1外侧靠近过滤部7的位置安装有若干光照组件5，所述第一端部6和第二端部8均设有一个出水口，并通过出水口与外部连通，进水管2位于过滤部7的位置设有若干通孔21。
在具体实施方式中，第一端部6和第二端部8的内部均安装有光照组件5，优选的，光照组件5的照射方向正对隔板4。
在以上实施方式中，光照组件5可以是紫外光或金卤灯，优选的采用金卤灯。
在具体实施方式中，壳体1的外侧周向阵列安装有若干光照组件5，所述光照组件5的照射方向正对壳体1的表面。
以上实施方式中，应当理解的是，光照组件5均可以通过外接电源线的方式进行供电，其安装方式、走线方式均属于现有技术。
在具体实施方式中，所述负载超滤膜3按重量份数计包括以下原料：
Figure BDA0002180601410000051
在具体实施方式中，所述聚合物为聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺中的一种。
在具体实施方式中，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。
在具体实施方式中，所述光催化剂为磷酸银。
在具体实施方式中，所述负载超滤膜的制备方法包括如下步骤：
步骤一、混合聚合物、溶剂和致孔剂，常温下搅拌至溶解，得到超滤膜液，真空脱泡0.5-1h，将脱泡后的超滤膜液在平板刮膜机上刮出200-400μm的薄膜，干燥得到超滤膜；
步骤二、将步骤一所得超滤膜浸没在表面活性剂中，向表面活性剂中通入臭氧，通入时间为5-10min，通入完毕，向表面活性剂中加入光催化剂，搅拌5-10min，接枝完毕，取出干燥，得到负载超滤膜。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基磺酸钠。
实施例1
取100g聚砜、500gN-甲基吡咯烷酮、20g聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌10min，在真空脱泡机中脱泡30min，脱泡后的超滤膜液在平板刮膜机上刮出200μm的薄膜，干燥得到超滤膜；
将超滤膜浸没在脂肪醇聚氧乙烯醚中，向内通入臭氧5min，通入完毕，加入10g磷酸银，搅拌5min，取出接枝完毕的超滤膜，干燥得到负载超滤膜。
实施例2
取200g聚醚砜、700g N,N-二甲基甲酰胺、80g聚乙烯醇，混合搅拌20min，在真空脱泡机中脱泡60min，脱泡后的超滤膜液在平板刮膜机上刮出400μm的薄膜，干燥得到超滤膜；
将超滤膜浸没在十二烷基磺酸钠中，向内通入臭氧10min，通入完毕，加入50g磷酸银，搅拌10min，取出接枝完毕的超滤膜，干燥得到负载超滤膜。
实施例3
取150g聚醚酰亚胺、600gN,N-二甲基乙酰胺、40g聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌15min，在真空脱泡机中脱泡40min，脱泡后的超滤膜液在平板刮膜机上刮出300μm的薄膜，干燥得到超滤膜；
将超滤膜浸没在脂肪醇聚氧乙烯醚中，向内通入臭氧6min，通入完毕，加入20g磷酸银，搅拌6min，取出接枝完毕的超滤膜，干燥得到负载超滤膜。
实施例4
取180g聚砜、550gN-甲基吡咯烷酮、60g聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌12min，在真空脱泡机中脱泡50min，脱泡后的超滤膜液在平板刮膜机上刮出250μm的薄膜，干燥得到超滤膜；
将超滤膜浸没在脂肪醇聚氧乙烯醚中，向内通入臭氧9min，通入完毕，加入40g磷酸银，搅拌9min，取出接枝完毕的超滤膜，干燥得到负载超滤膜。
将实施例1-4所制备的负载超滤膜组装成本发明的负载催化剂的超滤膜组件，同时使用某市售超滤膜组件作为对照组，将五个组件用于含有50mg/L的甲醛废水的超滤净化，净化过程中开启超滤膜组组件上的光照组件，处理结果如下：
Figure BDA0002180601410000071
以上数据不难看出，采用本发明所制备的负载催化剂的超滤膜组件能够有效对含有小分子污染物的污水进行一定程度的净化，通过接枝有磷酸银的超滤膜以及光照组件的配合，可以有效去除污水中的大部分甲醛。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种负载催化剂的超滤膜组件，其特征在于，包括壳体(1)、进水管(2)、若干负载超滤膜(3)、隔板(4)和若干光照组件(5)，所述进水管(2)贯穿壳体(1)，壳体(1)内部设有两个隔板(4)，隔板(4)的边缘分别与进水管(2)的表面和壳体(1)内表面紧密连接，隔板(4)将壳体(1)内部隔断为第一端部(6)、过滤部(7)和第二端部(8)，所述第一端部(6)和第二端部(8)内安装的光照组件(5)正对隔板(4)设置，所述壳体(1)外侧靠近过滤部(7)的位置设置的光照组件(5)正对壳体(1)外表面，两个隔板(4)之间连接有若干负载超滤膜(3)，所述负载超滤膜(3)连通第一端部(6)和第二端部(8)，所述第一端部(6)、第二端部(8)和壳体(1)外侧靠近过滤部(7)的位置安装有若干光照组件(5)，所述第一端部(6)和第二端部(8)均设有一个出水口，并通过出水口与外部连通，进水管(2)位于过滤部(7)的位置设有若干通孔(21)，所述光照组件(5)为金卤灯，所述负载超滤膜(3)按重量份数计包括以下原料：
Figure FDA0003566188110000011
所述光催化剂为磷酸银；
所述负载超滤膜的制备方法包括如下步骤：
步骤一、混合聚合物、溶剂和致孔剂，常温下搅拌至溶解，得到超滤膜液，真空脱泡0.5-1h，将脱泡后的超滤膜液在平板刮膜机上刮出200-400μm的薄膜，干燥得到超滤膜；
步骤二、将步骤一所得超滤膜浸没在表面活性剂中，向表面活性剂中通入臭氧，通入时间为5-10min，通入完毕，向表面活性剂中加入光催化剂，搅拌5-10min，接枝完毕，取出干燥，得到负载超滤膜；
所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或十二烷基磺酸钠。
2.如权利要求1所述的负载催化剂的超滤膜组件，其特征在于，所述聚合物为聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺中的一种。
3.如权利要求1所述的负载催化剂的超滤膜组件，其特征在于，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种。
4.如权利要求1所述的负载催化剂的超滤膜组件，其特征在于，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯醇。
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