[发明专利]一种纳米颗粒涂层对超滤膜改性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米颗粒涂层对超滤膜改性的方法，属于环保水处理领域。

背景技术

膜技术在环保水处理领域的应用越来越广泛，逐步成为世界可持续发展战 略的基础之一，膜技术被认为是21世纪最重要的新技术之一，然而，膜污染依 旧是阻碍膜技术推广应用的主要障碍。早期为了降低膜污染主要采取的方法是 对污水进行一个预处理过程以减少膜污染，最主要也是最传统的预处理过程是 化学混凝。除此之外，还有对膜进行超声、反洗、电絮凝、电混凝等预处理的 方法。超声只能将膜表面吸附的一些物质去掉，而无法将膜孔中吸附的污染物 颗粒去除；反洗有着比超声更好的去除效率，可以去除膜孔中吸附的颗粒，而 化学絮凝、电絮凝和电混凝这些方法虽然可以在一定程度上降低膜污染，但是 加入的化学试剂都会引起膜污染，而预沉积处理可以将化学试剂引起的膜污染 降到最低，而且预沉积层易于去除，不仅可以提高有机物的去除效率，还可以 降低膜通量的衰减。

发明内容

本发明的目的是针对现有的对于超滤膜水处理中的不足，提出了一种纳米 颗粒涂层对超滤膜改性的方法，该方法在超滤膜表面预沉积一层纳米颗粒作为 预处理，用于截留和吸附水中的污染物，以最大限度的减少膜的污染。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种纳米颗粒涂层对超滤膜改性的方法，具体步骤如下：将A加入到去离 子水中，然后再加入絮凝剂；A与絮凝剂的添加量的摩尔比为20:1-1：2；反应 完全后，通过酸性溶液或碱性溶液调节pH成中性；然后将溶液加热沸腾，使溶 液中的无定形絮体颗粒化，将溶液静置至室温，在恒压条件下，将溶液中的颗 粒负载到超滤膜表面。

所述A包括：碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、 磷酸氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的一种或多种。

所述絮凝剂为硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸铁、三氯化铁、氯化亚铁/锰 酸钾、硫酸亚铁/锰酸钾、氯化亚铁/高锰酸钾、硫酸亚铁/高锰酸钾中的一种或多 种、一组或多组。

优选地，所述的溶液沸腾的时间为1min-1h。

优选地，所述的溶液沸腾温度为110±10度。

优选地，所述的溶液中颗粒尺寸在20-75纳米之间。

优选地，所述的恒压为0.05-0.2MPa。

改性后的超滤膜，经清洗、再负载颗粒能够反复使用。

有益效果

1)、超滤膜表面预沉积的纳米颗粒优先吸附污染物，减少膜污染。提高膜 的使用寿命，提高水处理效率。

2)、超滤膜表面预沉积的纳米颗粒与超滤膜之间是物理吸附，待反应后， 用塑料刮片将其刮掉再用去离子水洗即可将其完全除去，可反复使用。

3)、本发明方法简单易操作且易于规模化使用，利于推广。

附图说明

图1、实施案例一中在聚醚砜超滤膜表面经预沉积沸腾了3分钟的10mmol/L 铝纳米颗粒的扫描电子显微镜图(SEM)。

图2、实施案例一中在聚醚砜超滤膜表面经预沉积沸腾了3分钟的10mmol/L 铝纳米颗粒后对有机物牛血清蛋白(BSA)溶液的吸附通量衰减图。

图3、实施案例二中在聚醚砜超滤膜表面经预沉积沸腾了5分钟的10mmol/L 铝纳米颗粒的扫描电子显微镜图(SEM)。

图4、实施案例二中在聚醚砜超滤膜表面经预沉积沸腾了5分钟的10mmol/L 铝纳米颗粒后对有机物腐植酸钠(HS)溶液的吸附通量衰减图。

图5、实施案例三中在聚醚砜超滤膜表面经预沉积沸腾了10分钟的 10mmol/L铝纳米颗粒的扫描电子显微镜图(SEM)。

图6、实施案例三中在聚醚砜超滤膜表面经预沉积沸腾了10分钟的 10mmol/L铝纳米颗粒后对有机物海藻酸钠(SA)溶液的吸附通量衰减图。

图7、实施案例四中在聚偏氟乙烯超滤膜表面经预沉积0.5mmol/L铁纳米颗 粒的扫面电子显微镜图(SEM)。

图8、实施案例四中在聚偏氟乙烯超滤膜表面经预沉积0.5mmol/L铁纳米颗 粒后对有机物牛血清蛋白(BSA)溶液的多次使用吸附通量衰减图。

具体实施方式

下面结合附图与实施案例对本发明方法做进一步说明。应理解，这些案例 仅限于说明本发明方法，而不用于限制本发明的使用范围。