[发明专利]一种基于废弃MBR膜组件的光热蒸发膜及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于废弃MBR膜组件的光热蒸发膜组件，以废弃MBR膜组件作为基材，利用物理化学方法进行清洗得到回收再利用MBR膜组件；将所述回收再利用MBR膜组件经光热改性溶液浸泡改性后，获得表面原位生长光热改性材料的回收再利用MBR膜组件；通过表面涂覆方法将疏水聚合物固定于所得MBR膜组件的表面，制得基于废弃MBR膜组件的光热蒸发膜组件。该光热蒸发膜组件制备工艺简单、原料未涉及有毒试剂，且具有更加稳定的光热蒸发效率，能耐受复杂污水体系乃至有机溶剂体系，可应用但不限于诸如污染海水、制药废水、有机溶剂蒸发、化工废水、反渗透浓废水、垃圾渗透液废水、污泥减量挤出浓废水等各种复杂难以净化处理污水的减量或零排放应用领域。

技术领域

本发明涉及高分子膜技术领域，具体涉及一种基于废弃MBR膜组件的光热蒸发膜及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，随着污水处理膜生物反应器应用的日益广泛以及受膜材料短效使用寿命(仅3～7年)的限制，污水处理行业随之产生大量的废弃膜。据统计，每年仅中国就消耗近5000万平方米的MBR膜材料。其中，MBR膜组件包含ABS膜壳、环氧树脂或聚氨酯固化胶、编织管增强PVDF膜材料等，每年产生的MBR组件废弃材料高达10万吨。

废弃的MBR膜组件所涉及的材料均为自然环境中难以降解的材料，其中，PVDF膜材料更是如此；此外，由于废弃MBR组件材料含有氟元素、苯环基团以及氮元素，不能采用焚烧方法处理，故只能采用垃圾填埋的方式处理。

值得注意的是，废弃MBR膜组件长期使用后所面临的主要是膜堵塞无法恢复、膜表面PVDF老化脱落、过滤膜孔变大精度下降的问题，但废弃MBR组件仍具有一定的多孔过滤功能；与此同时，PET支撑材料、膜壳ABS、环氧树脂或聚氨酯封装胶、PVDF材料具有长期稳定性，因此废弃MBR组件仍能保持器件的完整性。相较于压力驱动膜分离技术，以光热材料为核心的太阳能驱动光热材料发展迅速，太阳能驱动蒸馏浓缩技术在无压条件下进行，更加节能、环保，是目前研究的热点。

本发明基于废弃MBR膜组件具有完整的膜组件结构、良好机械性能的支撑基材、多孔介质支撑基质等特点，通过废物回收再利用制备基于废弃MBR膜组件的光热蒸发膜，并将其应用于农业、化工、医药等废水减量零排放领域，具有重要的废弃膜材料资源化循环再利用社会价值和巨大的经济价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种基于废弃MBR膜组件的光热蒸发膜组件，该方法制备工艺简单、废弃MBR膜组件价格低廉且实验过程中未涉及有毒试剂，所制备回收再利用MBR蒸发膜组件光热蒸发效率稳定，在污水浓缩减量零排放领域具有广泛的应用价值。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

S1、以废弃MBR膜组件作为基材，利用物理化学方法进行清洗、干燥，得到预处理后的MBR膜组件；

S2、将所述预处理后的MBR膜组件经光热改性溶液浸泡改性后，得到表面原位生长光热改性材料的MBR膜组件；

S3、通过表面涂覆方法将疏水聚合物固定于所述表面原位生长光热改性材料的MBR膜组件的表面，得到光热蒸发膜组件。