[发明专利]膜生物反应器中膜材料的改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理技术领域的方法，具体是一种膜生物反应器中膜材料的改性方法。

背景技术

为适应时代发展，提高污水回用率，控制水污染现象，缓解水资源短缺状况，各种新型高效的水处理技术逐渐发展起来。膜生物反应器(MBR)作为高级水处理技术的代表技术，是高效污水处理及回用工艺，可以认为是一种非常有效的解决水资源匮乏的手段。

与传统水处理工艺相比，膜生物反应器水处理技术工艺显示出巨大的优越性，其优点主要有：出水水质好、耐冲击负荷、污泥产生量小、长停留时间有利于生长缓慢的微生物的培养、保留高分子有机物能促进降解和生物絮凝、工艺流程短、结构简单紧凑、占地省、自动化程度高、维护简单、节省人力等。但是，现在之所以膜生物反应器并没有迅速完全地取代传统水处理技术在水处理工业中的地位，是因为膜生物反应器水处理技术还存在一些问题，诸如：膜污染、微生物的生物活性降低和不可降解性物质积累、氧的传质效率低和剩余污泥难以处置、化学清洗的废液造成二次污染、能耗和设备费用高。

可以总结得出，目前研究和实践环节中主要存在三大难题：保持恒定高通量；有效的控制膜污染；同时又降低膜生物反应器的造价及运行费用。

而影响膜污染程度和膜过滤出水能力有三个方面：

(1)膜材料本身的物理化学性质；

(2)反应器的操作运行条件；

(3)混合液的物理化学及生物性质。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种膜生物反应器中膜材料的改性方法。利用纳米TiO₂的光催化氧化作用及超亲水性质对本发明中膜材料进行改性，达到减轻膜污染，稳定膜通量，具有出水水质好、耐冲击负荷、污泥产生量小、长停留时间有利于生长缓慢的微生物的培养、保留高分子有机物能促进降解和生物絮凝、工艺流程短、结构简单紧凑、占地省、自动化程度高、维护简单、节省人力等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明一种膜生物反应器中膜材料的改性方法，具体包括如下步骤：

(1)取纳米TiO₂分散液，并把纳米TiO2分散液灌入喷枪；

(2)取有机膜材料，用喷枪将纳米TiO2液均匀喷涂于机膜材料外表面；

(3)用电镜拍摄照片，观察是否喷涂均匀，若涂层有断层现象，则需重新喷涂纳米TiO₂液，直到均匀为止。

步骤(1)中，所述的纳米TiO2，是利用其光催化氧化作用及超亲水性质对膜材料进行改性。

步骤(2)中，所述的膜材料，为有机孔状膜材料。

所述的有机孔状膜材料，具体为聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜。

本发明通过涂层改变了膜表面的物理化学性质，一般来说膜表面越光滑，其亲水性及抗污染性则会越好。TiO₂是种便于利用的很好的亲水材料，在膜表面均匀喷涂后，可以增强膜的亲水性和改善膜的粗糙程度。

进行改性之后的膜材料组装成一体式平板膜生物反应器，这种改性MBR有效的减轻膜污染程度，同时增大了膜通量。从运行过程中的膜通量和其相应膜过滤阻力试验中可以看出，无论是清水还是污水，本发明改性的膜生物反应器的透水性能明显优于非改性MBR。

附图说明

图1为实施例1中电镜下改性膜的图片。

图2为实施例1中电镜下非改性膜的图片。

具体实施方式

以下对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

由膜生物反应器中膜材料的改性方法，制得改性后的膜材料，具体包括如下步骤：

(1)取纳米TiO₂分散液(市售)，并把纳米TiO2分散液灌入喷枪(市售)；

(2)用喷枪对聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜进行均匀喷涂纳米TiO2液；

(3)用电镜拍摄照片，观察是否喷涂均匀，若涂层有断层现象，则需重新喷涂纳米TiO2液，直到均匀为止。

如图1所示的电镜下改性膜图片，(相关参数：0.30UM，15KV，NO.0101X10K)，改性后的膜材料应用于膜生物反应器，进行污水处理。整套装置设置为：

(1)进水系统：

进水由一台潜水泵从多尔沉砂池中直接取水，由一根塑料软管接入反应器的进水槽中。

(2)MBR系统：

反应器为聚合塑料制成，矩形尺寸为：430mm×540mm×800mm，有效水深为600mm，有效容积为139.32L。