[发明专利]耐污染复合膜及其制备方法、油水乳液分离方法

说明书

耐污染复合膜及其制备方法、油水乳液分离方法。本发明公开一种可以分别针对不同荷电油水乳液且带有相对应荷电性能的耐污染复合膜、及其制备方法以及针对不同荷电性能的油水乳液分离方法，其中，耐污染复合膜包括基膜和基膜内表面上涂有的有效分离层，有效分离层为用于对荷负电油水乳液进行筛分和电荷排斥的磺化高分子涂层或用于对荷正电油水乳液进行筛分和电荷排斥的氨基化高分子涂层，进一步还可以将复合膜经含阴离子或阳离子的表面活性剂溶液进行处理和吸附后具有负电或正电的荷电性能。本发明所公开的复合膜可以针对不同荷电状态乳化油的进行去除及具备很高的抗污染性能，从而有效的截留水体中的乳化油，改善出水水质，且处理成本较低。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种面向废水中含有荷不同电性油去除的耐污染复合膜材料、及其该材料的制备方法和应用。

背景技术

含油废水污染对生态系统可能造成毁灭性的破坏，对人体健康也造成潜在的危害。随着工业的发展，油品的开采量越来越大，但由于各种技术的发展滞后和管理不尽完善等原因使得大量油品进入水体，形成污染。含油废水的污染主要表现为影响饮用水资源和地下水资源，危害水产资源，危害人体健康，污染大气，影响农作物生产，破坏自然景观，甚至还有可能因为聚结的油品燃烧而产生安全问题。鉴于含油废水的污染性，我国规定含油废水最高允许排放浓度为10mg/L。

含油废水中的主要成分为乳化油，这部分的去除最为关键。乳化油的粒径为0.1～20微米的极细油滴，由于表面活性剂的存在，使得其以稳定的形式分散在水体中。目前最常见的处理方式包括物理、化学、生物方式、膜技术分离法以及多种方式的集成工艺。

常用的膜技术分离法中的油水分离膜材料为多孔膜(微滤和超滤)，均可以去除乳化油，但对其他物质去除率较低。但其膜材料表面易于黏附乳化油形成膜污染，导致出水品质严重下降，且膜性能可恢复性低，很难解决长期运行的稳定性，增加了微滤超滤膜的应用成本，降低了处理效率。也不利于在油水污染严重地区的长期稳定性运行的应用。相对于微滤超滤，纳滤(NF)膜材料也被用来进行油水乳液的处理，纳滤膜具有孔隙率小，表面光滑和耐污染等优点，此外它还具有对多价离子的分离作用，在实现油水分离的同时还可以部分去除有机物和高价盐，能耗相对较低，是相比多空膜材料分离效果更优的膜材料。

在各种方法中，涂层法是将含油荷电性高分子稀溶液直接涂覆到基膜表面，再处理后的基膜表面复合一层起耐污染作用的超薄层，其超薄层最薄可达几个纳米，从而使得跨膜压差和操作压力大幅下降；平整的表面也提高了过滤的耐污染性能，使得通量并不衰减或者微弱衰减。

含油废水中一般以阴、阳离子表面活性剂稳定的方式存在，所以具有不同荷电性能的涂层复合膜由于电荷排斥、筛分作用以及光滑表面等作用可以实现油滴(主要为乳化油)的有效截留和明显的抗污染性能。但目前尚未有关于针对不同荷电性能的油水乳液分离的复合膜的研究及应用，相应的，在复合膜的制备方法和应用技术中，也还没有关于在含油废水中去除不同荷电性能的油水乳液的相应耐污染的膜分离材料。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种可以分别针对不同荷电油水乳液且带有相对应荷电性能的耐污染复合膜、及其制备方法以及针对不同荷电性能的油水乳液分离方法。本发明所公开的复合膜可以针对不同荷电状态乳化油的进行去除及具备很高的抗污染性能，从而有效的截留水体中的乳化油，改善出水水质，且处理成本较低。

本发明所公开的耐污染复合膜，包括基膜和基膜内表面上涂有的有效分离层；其中，有效分离层为用于对荷负电油水乳液进行筛分和电荷排斥的磺化高分子涂层或用于对荷正电油水乳液进行筛分和电荷排斥的氨基化高分子涂层。

进一步的，复合膜经含阴离子或阳离子的表面活性剂溶液进行处理和吸附后具有负电或正电的荷电性能。

进一步的，磺化或氨基化高分子涂层复合膜有效分离层厚度为0.01～20μm。优选的，有效分离层厚度为1～20μm。