申请日2021.10.27
公开日期2021.12.31
IPC分类B01D71/34;B01D61/14;B01D71/36;B01D71/68;C02F3/30;B01D69/12;B01D67/00;B01D71/50;B01D69/06;B01D71/26
摘要
本发明公开了一种用于污水处理的MABR曝气膜及制备方法，涉及MABR曝气膜技术领域，旨在解决致密硅胶膜气体传质阻力较大、气体通过膜量较低，疏水性微孔膜泡点压力低、细胞碎片容易进入膜孔内部造成气体通量降低的问题。其技术方案要点是包括微孔复合膜以及涂覆在微孔复合膜上的硅橡胶涂层，所述微孔复合膜为聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯原膜中的一种或多种复合，所述微孔复合膜的表面分布有0.05‑1μm的微孔，本发明制得的用于污水处理的MABR曝气膜具有硅橡胶膜的无泡、富氧、生物易附着的特性，同时又有良好的透气性和经济性。
权利要求
1.一种用于污水处理的MABR曝气膜，其特征在于：包括微孔复合膜以及涂覆在微孔复合膜上的硅橡胶涂层。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的MABR曝气膜，其特征在于：所述微孔复合膜为聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯原膜中的一种或多种复合，所述微孔复合膜的表面分布有0.01-1μm的微孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的MABR曝气膜，其特征在于：所述硅橡胶涂层为甲基硅氧烷、二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷中的一种，分子量为5-15万，浓度为0.5-5％。
4.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的MABR曝气膜，其特征在于：所述微孔复合膜为平板式膜或卷式膜。
5.如权利要求1-4任一项所述的用于污水处理的MABR曝气膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
Step1：将聚合多孔膜与聚丙烯无纺布或聚酯无纺布以热压复合，控制热压复合温度在120～300℃，制成复合膜基材；
Step2：将二甲基硅氧烷及溶剂在反应釜中充分搅拌，反应釜温度控制在40～50℃，静置脱泡后倒入涂覆槽；
Step3：将复合膜基材置入涂覆槽内，浸泡在硅胶液中，通过多组刮刀，控制涂层厚度在3～10μm；
Step4：将涂覆后的复合膜，通过热烘干处理，收卷后即得MABR曝气复合膜。
6.根据权利要求5所述的一种用于污水处理的MABR曝气膜的制备方法，其特征在于：Step1中，所述聚合多孔膜为PE拉伸膜、PTFE拉伸膜、PES溶铸膜、PVDF溶铸膜中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的一种用于污水处理的MABR曝气膜的制备方法，其特征在于：Step1中，所述聚合多孔膜的孔径为0.01-1μm。
8.根据权利要求5所述的一种用于污水处理的MABR曝气膜的制备方法，其特征在于：Step2中，所述溶剂为丙酮、甲乙酮、环己酮、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、正丁醇、乙酸乙酯、苯乙烯中的一种或多种。
9.根据权利要求5所述的一种用于污水处理的MABR曝气膜的制备方法，其特征在于：Step4中，烘干温度为50-150℃。
说明书
一种用于污水处理的MABR曝气膜及制备方法
技术领域
本发明涉及MABR曝气膜的技术领域，尤其是涉及一种用于污水处理的MABR曝气膜及制备方法。
背景技术
膜曝气生物膜反应器(Membrane Aerated Biofilm Reactor)MABR由于可以同时实现硝化与反硝化，且氧利用率接近100％，能耗极低，是近年来发展起来的极具前景的处理工艺。MABR处理污水的原理是利用曝气膜组件向生长在高分子膜表面的微生物膜和水体进行供氧，在这一曝气过程中氧气和污染物(微生物的营养物)分别在曝气膜的两侧流动，通过浓差驱动、微生物吸附等作用被微生物利用，使水体中的污染物分解为简单的无机代谢产物，从而对水体进行净化。
MABR膜要求具有高氧气透过性、良好生物亲和性、较高泡压机械性能。目前应用的MABR膜主要分为三类：致密硅胶膜、疏水微孔膜和复合膜。致密硅胶膜由于结构的致密性，有较高的泡点压力，缺点在于气体传质阻力较大，气体通过膜量较低；疏水性微孔膜是由疏水性高分子材料制成，膜表面上分布着直径约为0.01～1μm的微孔，气体通量大，但泡点压力低，细胞碎片容易进入膜孔内部造成气体通量降低和疏水性降低，最终影响透氧量；复合膜是近年来研究较多的，但由于材料的限制，实际应用较少。本发明基于以上原因，进行了研究和试验，并取得了较好的效果。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于污水处理的MABR曝气膜，其具有无泡富氧、生物易附着性，同时具有良好的透气性和经济性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种用于污水处理的MABR曝气膜，包括微孔复合膜以及涂覆在微孔复合膜上的硅橡胶涂层。
本发明进一步设置为：所述微孔复合膜为聚乙烯、聚丙烯、聚砜、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯原膜中的一种或多种复合，所述微孔复合膜的表面分布有0.01-1μm的微孔。
本发明进一步设置为：所述硅橡胶涂层为甲基硅氧烷、二甲基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷中的一种，分子量为5-15万，浓度为0.5-5％。
本发明进一步设置为：所述微孔复合膜为平板式膜或卷式膜。
本发明的另一个目的是提供一种用于污水处理的MABR曝气膜的制备方法，包括如下步骤，
Step1：将聚合多孔膜与聚丙烯无纺布或聚酯无纺布以热压复合，控制热压复合温度在120～300℃，制成复合膜基材；
Step2：将二甲基硅氧烷及溶剂在反应釜中充分搅拌，反应釜温度控制在40～50℃，静置脱泡后倒入涂覆槽；
Step3：将复合膜基材置入涂覆槽内，浸泡在硅胶液中，通过多组刮刀，控制涂层厚度在3～10μm；
Step4：将涂覆后的复合膜，通过热烘干处理，收卷后即得MABR曝气复合膜。
本发明进一步设置为：Step1中，所述聚合多孔膜为PE拉伸膜、PTFE拉伸膜、PES溶铸膜、PVDF溶铸膜中的一种或多种。
本发明进一步设置为：Step1中，所述聚合多孔膜的孔径为0.01-1μm。
本发明进一步设置为：Step2中，所述溶剂为丙酮、甲乙酮、环己酮、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、正丁醇、乙酸乙酯、苯乙烯中的一种或多种。
本发明进一步设置为：Step4中，烘干温度为50-150℃。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1、本发明制得的用于污水处理的MABR曝气膜具有硅橡胶膜的无泡、富氧、生物易附着的特性，同时又有良好的透气性和经济性；
2、聚四氟乙烯复合膜其内部主体为超疏水特性，具有优异的氧气传质性能，其表面薄层为超亲水特性，具有优异的微生物亲和性能，亲水的聚四氟乙烯膜层具有优异的微生物亲和性能，有利于微生物在膜表面的附着生长；
3、聚四氟乙烯材料具有稳定的理化性能，在微生物膜形成及MABR系统运行过程中，基本不会被微生物降解老化，具有长期稳定性。
（发明人：陈柔珂）