[发明专利]一种高效抗有机污染阻垢陶瓷膜及制备和原位再生方法

说明书

本发明公开了一种高效抗有机污染阻垢陶瓷膜及制备和原位再生方法，它包括采用α‑Al₂O₃压制膜作为滤膜基材，其特征在于：以铁氰化钾和氯化锰为原料合成铁氰化锰前驱体，经煅烧得到微粉状锰铁复合材料，将微粉状锰铁复合材料分散于纯水中，再将α‑Al₂O₃压制膜作为过滤膜，经真空抽滤并加热干燥将分散于纯水中的微粉状锰铁复合材料负载固化至α‑Al₂O₃压制膜一侧的膜面上，制得一种高效抗有机污染阻垢陶瓷膜。本发明公开的高效抗有机污染阻垢陶瓷膜具有抗有机污染阻垢特性和易再生优势，可经过一硫酸氢钾复合盐清洗实现原位再生，多次循环后比通量的恢复率仍可高达95％以上，性能显著优于传统陶瓷膜，能够有效解决二级出水有机物造成的膜污染问题，适合于工业园区污水处理厂二级出水的深度处理与回用过程。

技术领域

本发明涉及污水深度处理与回用领域，尤其涉及用于工业园区综合污水二级出水深度处理的一种高效抗有机污染阻垢陶瓷膜及制备和原位再生方法。

背景技术

水是人类赖以生存的重要资源，随着全球人口快速增长和工业化进程加快，用水需求量和废水产生量不断增大，导致水资源紧缺和水质性缺水问题日益突出。因此，发展污水深度处理与回用技术，对保护地球水资源和人类社会可持续发展具有重要意义。膜分离技术利用膜截留的原理去除水中的悬浮颗粒、细菌与其他污染物，具有污染物去除率高和出水水质好的特性。近年来，微滤陶瓷膜因具有机械强度高、稳定性好和使用寿命长的优势，在污水的深度处理与回用方面得到广泛关注。但是，二级出水有机物(EfOM)是造成膜阻垢的主要因素之一，不仅影响处理效率，而且降低膜的使用寿命，增大运行成本，是该技术面临的难点。为此，人们采用各种清洗方法缓解膜阻垢问题，例如机械清洗、化学清洗等。但是，机械清洗的效率较低，酸碱化学清洗则会损伤膜组件，而次氯酸钠氧化清洗会导致卤代消毒副产物的产生。

发明内容

本发明目的是为解决上述技术不足而提供一种能够有效推动污水的深度处理与回用的高效抗有机污染阻垢陶瓷膜及制备和原位再生方法。

为了达到上述目的，本发明提供的一种高效抗有机污染阻垢陶瓷膜的制备方法，它包括采用α-Al₂O₃压制膜作为滤膜基材，以铁氰化钾和氯化锰为原料合成铁氰化锰前驱体，经煅烧得到微粉状锰铁复合材料，将微粉状锰铁复合材料分散于纯水中，再将α-Al₂O₃压制膜作为过滤膜，经真空抽滤并加热干燥将分散于纯水中的微粉状锰铁复合材料负载固化至α-Al₂O₃压制膜一侧的膜面上，制得一种高效抗有机污染阻垢陶瓷膜；在此，所述铁氰化钾和氯化锰的摩尔比为1:1.3，二者均匀混合后静置以充分反应，获得沉淀物铁氰化锰前驱体；将沉淀物铁氰化锰前驱体可经纯水及或乙醇洗涤，然后进行煅烧，所述经煅烧得到微粉状锰铁复合材料，是将沉淀物铁氰化锰前驱体在空气氛围下进行煅烧，通过对煅烧温度和时间的控制使煅烧后形成的微粉状锰铁复合材料粒径在0.2～0.8μm。

为了最优实现铁氰化锰前驱体煅烧后的微粉状锰铁复合材料粒径，所述煅烧温度可以为300℃至400℃，煅烧时间为1-3小时；为了获得微粉状锰铁复合材料在α-Al₂O₃压制膜的膜面一侧负载固化牢度，所述经真空抽滤并加热干燥中的加热干燥温度为100℃-200℃。

为了更好地将微粉状锰铁复合材料分散于水中形成悬浮液，以便使微粉状锰铁复合材料负载固化在α-Al₂O₃压制膜的膜面一侧上，所述的将微粉状锰铁复合材料分散于纯水中是将微粉状锰铁复合材料置于纯水中并施加超声波振荡分散1分钟以上，使微粉状锰铁复合材料均匀分散于水中，并形成悬浮液，再进行在α-Al₂O₃压制膜的膜面上经真空抽滤并加热干燥。