[发明专利]一种MABR用复合膜及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于膜技术领域，涉及表面涂敷技术进行膜表面改性的方法，尤其是一种MABR用复合膜及制备方法。

背景技术

无泡曝气膜生物反应器(MABR)系统是近二三十年发展起来的一种新型污水处理技术。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无泡曝气，在这一曝气过程中氧气和营养物分别从膜的两侧，通过浓差驱动、微生物吸附等作用被微生物利用。微生物在利用营养物质的同时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曝气膜主要起到两方面作用：一方面为生物膜生长提供附着载体；另一方面，MABR是通过向膜内腔通入氧气或高压空气，使氧气透过膜以无泡形式为附着在曝气膜表面的生物膜供氧。MABR曝气膜的基本性能包括：高的氧气透过性能、良好的亲水性、优良的生物亲和性和机械性能等。

目前MABR所用曝气膜主要分为三类，即：致密膜、疏水性微孔膜和复合膜。致密膜由于本身结构的致密性，拥有较高的泡点压力，其缺点在于气体传质阻力较大，膜的气体通量较低。疏水性微孔膜一般是由聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙稀、聚苯乙烯等疏水性高分子材料制成，膜表面上分布着直径约为0.01～0.20μm的微孔。在微孔膜中，由于气体阻力可忽略不计，因此能获得较大的气体通量，同时其价格便宜，容易加工成中空纤维。微孔膜的缺点主要有：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。复合膜是在疏水性微孔膜表面覆盖一层很薄的致密聚合物层，制成超薄皮层功能复合膜。复合膜的优点在于：改善疏水性微孔膜泡点压力低的同时，保留了其通量大的优点，同时新引入的聚合物皮层提高了膜材料的机械性能和表面性能；其缺点是需采用昂贵的设备、较高的生产成本和复杂的制备过程等。目前市场上还没有适合于MABR应用的复合膜。

复合膜复合层的制备方法大体上可分为三种：等离子体表面改性、界面聚合和自聚合。等离子体表面改性技术的优势在于：对基底材料具有良好的粘附作用，可以制备特殊化学性质的膜；等离子技术的弊端包括所用设备较昂贵，在狭长腔体内很难获得均匀反应，试样制备前后容易产生污染。界面聚合法制备复合膜的优点在于：反应具有自抑制性，可制成厚度小于50nm极薄的膜，反应在两相界面处进行，界面聚合生成的聚合物膜缺陷较少，界面聚合膜的分离层与支撑层之间存在一分离层/支撑层互嵌的界面区，使得分离层与支撑层结合得较为牢固。界面聚合反应对基体物质有特殊要求，比较适合的基体物质一般要具有以下几个特点：特殊的结构，不与吸附的单体发生反应等。自聚合指的是单体在分离、精制、贮运等过程中自行聚合的现象；自聚合是一种过程简单，且易于操作的聚合过程，同时对于自聚物的某些性质也可以很好的被应用，因此越来越多的学者们将注意力转移到这一方面。本申请提供了一种利用左旋多巴自聚反应制备MABR复合膜的新方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种MABR用复合膜及制备方法，制备的膜具有较高的氧气透过性能、较好的表面亲水性及生物亲和性以及较大的膜表面粗糙度，所提供的方法过程简单，易于控制。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种MABR用复合膜，复合膜是由多孔膜和在多孔膜表面复合的左旋多巴复合层所构成的。

而且，所述左旋多巴的厚度为10纳米至2毫米。

而且，所述多孔膜包括管状膜和平板膜。

而且，所述多孔膜为高分子材料膜和无机材料膜，以及高分子材料与无机材料的复合膜。

而且，所述多孔膜为聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙稀、聚苯乙烯、聚醋酸纤维素、聚醋酸乙烯纤维素、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜膜等高分子材料膜以及高分子复合膜、无机膜和无机高分子复合膜。

一种MABR用复合膜的制备方法，步骤如下：

⑴左旋多巴溶液的配制：将左旋多巴配制成浓度为0.05～3g/L的左旋多巴溶液；

⑵涂敷：将左旋多巴溶液均匀涂敷于多孔膜外表面；

⑶热处理：将涂敷后的多孔膜膜进行热处理后获得MABR用复合膜。

而且，所述左旋多巴溶液的pH值为4～11。

而且，所述步骤⑵涂敷温度控制为5～80℃。

而且，所述步骤⑶热处理温度为20～100℃。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明制备MABR复合膜的优点在于：制备的膜具有较高的氧气透过性能、较好的表面亲水性及生物亲和性、较大的膜表面粗糙度。