[发明专利]一种可生物降解的无机有机复合膜及其制备方法

说明书

一种可生物降解的无机有机复合膜及其制备方法，本发明涉及复合膜技术领域，它包含陶瓷基膜和可降解交联聚乳酸截留层；可降解交联聚乳酸截留层设置于陶瓷基膜的表面；所述可降解交联聚乳酸截留层为铸膜液制成，该铸膜液由如下重量百分比成分组成：聚乳酸12‑22%、成孔剂3‑12%、增韧剂1‑6%和溶剂60‑84%。以陶瓷微孔管式膜为基膜，表面通过NIPS工艺形成致密的可降解截留层，同时进行化学交联，使得该复合膜具有在3‑5年的寿命期内不降解或轻度降解的效果，以满足污水处理应用场景需求。

技术领域

本发明涉及复合膜技术领域，具体涉及一种可生物降解的无机有机复合膜及其制备方法。

背景技术

膜生物反应器(MembraneBioreactor,简称MBR）技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小。目前国内外现有的市场化产品主要以陶瓷膜及带PET内衬管的PVDF膜为主，陶瓷膜具有使用寿命长，良好的环境友好性，但陶瓷膜很难制备小孔径大通量的膜元件且由于成孔特性，虽然有些陶瓷膜也能做到孔径沿壁厚方向梯度分布，但依然未见过滤表面拥有致密的截留层的陶瓷膜，这样的产品在运行中容易带来深层污染，即污染物容易沿进入膜孔深层内部，堵塞孔道，此时需要大量的强酸强碱来清洗恢复，带来二次污染，甚至有时需要用砂纸类磨料打磨过滤面，才能有效恢复过滤通量。带PET内衬管的PVDF膜过滤面一般具有致密的截留层，污染物一般在膜表面形成滤饼，极少进入深层孔道，运行通量下降后恢复简单，但运行多年后的该类型膜也会由于材质老化、亲水性下降、深层污染物积累等原因需要更换，更换下来的旧膜极难处理，PVDF几乎不具备生物降解性，一般只能做危废处理，带来很大的环境污染。因此，寻找一种具有可生物降解，且具备致密截留层的MBR膜产品非常重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种可生物降解的无机有机复合膜及其制备方法，以陶瓷微孔管式膜为基膜，表面通过NIPS工艺形成致密的可降解截留层，同时进行化学交联，使得该复合膜具有在3-5年的寿命期内不降解或轻度降解的效果，以满足污水处理应用场景需求。

为达到上述目的，本发明中所述的一种科生物降解的无机有机复合膜，它包含陶瓷基膜和可降解交联聚乳酸截留层；可降解交联聚乳酸截留层设置于陶瓷基膜的表面；所述可降解交联聚乳酸截留层为铸膜液制成，该铸膜液由如下重量百分比成分组成：聚乳酸12-22%、成孔剂3-12%、增韧剂1-6%和溶剂60-84%。

优选地，所述可生物降解的无机有机复合膜为中空纤维膜，且为内外圆同心的单流道或多流道的结构。

优选地，所述陶瓷基膜为中空管式膜，陶瓷基膜的外径为12-25mm，内径为8-16mm，过滤孔径为0.5-1.2μm。

优选地，所述可降解交联聚乳酸截留层可以为海绵状微观结构，也可为指状孔或泡腔结构；为优化过滤性能及有机无机复合强度，优选海绵状微孔结构；为产品降低能耗，优选指状孔单皮层结构，可降解交联聚乳酸截留层的过滤孔径为0.03-0.22μm。

优选地，所述成孔剂为数均相对分子质量为8000-20000聚乙二醇、数均相对分子质量为8000-58000聚乙烯吡咯烷酮、吐温或二甘醇中的一种或多种混合而成。

优选地，所述增韧剂为乙烯基吡络烷酮醋酸乙烯共聚物，VP/VA为7/3或6/4。

优选地，所述溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或磷酸丁内酯中的一种或多种混合而成。

本发明中所述的一种可生物降解的无机有机复合膜的制备方法，它的操作步骤如下：

步骤一、生产定制单孔或多孔的陶瓷基膜；