公布日：2023.08.22
申请日：2022.02.10
分类号：B01D69/14(2006.01)I;B01D65/02(2006.01)I;B01D67/00(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I
摘要
本发明公开一种预涂动态膜、过滤装置及其制备和应用。该预涂动态膜的主要成分包括低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和低堆密度γ‑氧化铝粉中的至少一种。本发明提供的预涂动态膜在用于水过滤时，使得进水水质比较差的情况下，出水能达到超滤膜的处理水平，处理后出水含油量小于1.0mg/L、悬浮固体小于1.0mg/L、悬浮物颗粒直径中值小于1.0μm。与传统固化膜相比，对进水水质的要求大幅度降低，解决了固化膜污染问题。与采用普通预涂层的预涂膜过滤器相比，出水水质更好，出水能够达到超滤膜水平，膜粉用量更少，污泥产生量少，大幅度降低了运行成本。
权利要求书
1.一种预涂动态膜，其特征在于，其主要成分包括低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和低堆密度γ-氧化铝粉中的至少一种。
2.如权利要求1所述的预涂动态膜，其特征在于，所述低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉的堆密度<0.6g/cm3，孔容大于0.5mL/g,粉体粒径中值小于等于100μm。
3.如权利要求1所述的预涂动态膜，其特征在于，还含有表面改性剂。
4.一种过滤装置，其特征在于，包括多孔支撑层和涂覆于所述多孔支撑层的权利要求1-3任一项所述的预涂动态膜。
5.如权利要求4所述的过滤装置，其特征在于，所述预涂动态膜中低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉的用量为大于等于10g/m2。
6.如权利要求5所述的过滤装置，其特征在于，所述多孔支撑层的类型包括以下一种或多种：编织网、筛网、有机膜类和无机膜类。
7.如权利要求6所述的过滤装置，其特征在于，所述多孔支撑层的孔径为0.03μm-50μm。
8.如权利要求4-7任一项所述的过滤装置，其特征在于，所述过滤装置的类型为板框式、叶片式或烛式。
9.一种低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉在制备预涂动态膜中的应用。
10.一种低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉在制备过滤装置中的应用。
11.一种制备权利要求1-3任一项所述的预涂动态膜的方法，其特征在于，包括：将低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和低堆密度γ-氧化铝粉中的至少一种分散在水溶液中；通过过滤使其涂在多孔支撑层上，在多孔支撑层表面或孔内形成的具有分离作用的预涂动态膜。
12.一种过滤方法，其特征在于，使用权利要求1-3任一项所述的预涂动态膜。
13.如权利要求12所述的过滤方法，其特征在于，还包括：当过滤阻力超过预设临界值或出水水质超过预设要求时，通过反冲洗把预涂动态膜和污染物质清洗掉，并重新涂覆预涂动态膜。
发明内容
为了至少部分地解决现有预涂膜材料和预涂动态膜技术所存在的预涂材料用量多、对进水水质要求较为严格、出水水质较差等问题，发明人在本发明实施例使用低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉制作预涂动态膜，以从水或水溶液中去除悬浮固体、不溶性液体、乳化油和胶体，提高了处理水质、降低污泥量。
本发明所使用的低堆密度拟薄水铝石粉、薄水铝石粉和γ-氧化铝粉是指堆密度<0.6g/cm3的拟薄水铝石粉、薄水铝石粉和γ-氧化铝粉。
作为本发明的一个方面，涉及一种预涂动态膜，其主要成分包括低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和低堆密度γ-氧化铝粉中的至少一种。
在可能的具体实施方式中，所述低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉的堆密度<0.6g/cm3，孔容大于0.5mL/g,粉体粒径中值小于等于100μm。
在可能的具体实施方式中，所述的预涂动态膜，还含有表面改性剂。
作为本发明的另一个方面，涉及一种过滤装置，包括多孔支撑层和涂覆于所述多孔支撑层的上述预涂动态膜。
在可能的具体实施方式中，所述预涂动态膜中低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉的用量为大于等于10g/m2。
在可能的具体实施方式中，所述多孔支撑层可为以下几种之一：
①编织网、筛网类，如不锈钢丝网、普通筛网、工业滤布、筛绢、不锈钢烧结网等；
②有机膜类，有机膜也称有机聚合物膜或高分子膜，包括中空纤维膜、管式膜、有机粉末烧结膜管等；
③无机膜类，常用的有钛粉末烧结膜、不锈钢粉末烧结膜管、碳化硅膜、多孔碳膜和陶瓷膜等。
在可能的具体实施方式中，所采用的多孔支撑层的孔径为0.03μm-50μm。
在至少一个具体实施例中，上述过滤装置的类型可为板框式、叶片式或烛式。
作为本发明的另一个方面，涉及低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉在制备预涂动态膜中的应用。
作为本发明的另一个方面，涉及低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉在制备过滤装置中的应用。
作为本发明的又一个方面，涉及制备上述预涂动态膜的方法，包括：
将低堆密度拟薄水铝石粉、低堆密度薄水铝石粉和/或低堆密度γ-氧化铝粉分散在水溶液中；
通过过滤使其涂在多孔支撑层上，在多孔支撑层表面或孔内形成的具有分离作用的预涂动态膜。
作为本发明的又一个方面，涉及一种过滤方法，使用上述预涂动态膜。
使用本发明提供的预涂动态膜对原水进行过滤，当过滤阻力升高到某一临界值或出水水质不能满足要求时，通过反冲洗或其它手段把预涂的滤饼层和其他污染物质一起清洗掉，然后接着开始下一轮的预涂、过滤和清洗过程。
基于上述技术方案，本发明较现有技术而言的有益效果为：
本发明形成的预涂动态膜，使得进水水质比较差的情况下，出水能达到超滤膜的处理水平，处理后出水含油量小于1.0mg/L、悬浮固体小于1.0mg/L、悬浮物颗粒直径中值小于1.0μm。与传统固化膜相比，对进水水质的要求大幅度降低，解决了固化膜污染问题。与采用常用预涂层的预涂膜过滤器相比，出水水质更好，出水能够达到超滤膜水平，膜粉用量更少，污泥产生量少，大幅度降低了运行成本。
（发明人：谢卫红;李冰;朱景义;吴浩;柴宾;熊新强;徐英俊;李庆;郭峰;王忠祥）