[发明专利]一种高效曝气的疏水性聚氯乙烯中空纤维MBR膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种高效曝气的疏水性聚氯乙烯中空纤维MBR膜的制备方法，属于污水处理曝气技术领域。所述高效曝气的疏水性聚氯乙烯中空纤维膜是聚氯乙烯、聚丙烯腈、N‑N二甲基乙酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、多巴胺、自制疏水性纳米二氧化硅、壳聚糖等混合后制成铸膜液，经相转化法纺制而成的。本发明的有益之处在于：本发明制备的疏水性聚氯乙烯中空纤维膜可以实现对生物膜的直接曝气，实现氧气的最大化利用，大大地减少污水处理的曝气成本。制成的膜丝可以将生物膜法污水处理了的曝气技术和固液分离技术有机结合起来，既可以为微生物提供附着的载体，又达到了曝气的目的，在原位即可实现对MBR膜丝更大程度的清洗，减少膜污染，且节省MBR的工艺运行成本。

技术领域

本发明涉及污水处理曝气技术领域，具体为一种高效曝气的疏水性聚氯乙烯中空纤维MBR膜的制备方法。

背景技术

中空纤维膜外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。中空纤维膜是以聚砜、二甲基乙酰胺为原料加工成中空内腔的纤维丝，再除以高渗透性聚合物，具有选择性渗透特性。由于水蒸气、氢、氧和二氧化碳渗透较快，而甲烷、氮、氩、氧和一氧化碳等渗透较慢，这样就使渗透快地与渗透慢的分离，做成3-6米的纤维束装入耐高压金属壳体内，纤维束一端被密封，另一端用特殊配方的环氧树脂粘结在一起，它是非对称膜的一种，其致密层可位于纤维的外表面/如反渗透膜，也可位于纤维的内表面（如微滤膜，纳滤膜和超滤膜）。对气体分离膜来说，致密层位于内表面或外表面均可。

膜分离技术具有能耗低、过程简单、分离效率高、无环境污染等优点，是解决当代能源、资源和环境问题的重要技术，已经应用已涉足化工、食品、医药、生化、环保等领域，对节约能源、挺好效率、净化环境等作出了重要贡献。

曝气量是MBR膜应用过程中的一个重要参数，不仅为活性污泥提供代谢所必需的氧气，而且能冲刷膜的表面，避免污染物沉积，减缓膜的污染，因此膜生物反应器MBR膜往往采用相对较大的曝气量，但曝气量会影响活性污泥的性质，而活性污泥性质的变化又会影响到膜污染。

针对相关技术中曝气量会影响活性污泥的性质，而活性污泥性质的变化又会影响到膜污染的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高效曝气的疏水性聚氯乙烯中空纤维MBR膜的制备方法，以解决实现MBR膜的高效曝气的同时在原位即可实现对MBR膜丝更大程度的清洗，进而减少膜污染，自制疏水性纳米二氧化硅以及壳聚糖的加入不仅成功为材料表面构造了微纳米结构使其具有疏水和自清洁功能，而且可以极大地减少了生物污染，并节省MBR的工艺运行成本。

为实现上述目的，据本发明的一个方面，提供了一种高效曝气的疏水性聚氯乙烯中空纤维MBR膜的制备方法。

根据本发明的一种高效曝气的疏水性聚氯乙烯中空纤维MBR膜的制备方法，所述高效曝气的疏水性聚氯乙烯中空纤维膜是聚氯乙烯、聚丙烯腈、N-N二甲基乙酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、多巴胺、自制疏水性纳米二氧化硅、壳聚糖等混合后制成铸膜液，经相转化法纺制而成的；

所述中空纤维MBR制备包括以下步骤：

（1）先加入一定质量的N-N二甲基乙酰胺后开始搅拌，边搅拌边加入相应质量的聚乙烯吡咯烷酮、疏水纳米二氧化硅、多巴胺、壳聚糖边搅拌边缓慢加入相应质量的聚氯乙烯和聚丙烯腈，待搅拌完成，真空静置脱泡；

（2）进行湿法纺丝：经脱泡后的铸膜液在0.2～0.5MPa的氮气压力下，经过滤网、计量泵后进入喷丝头，同时将芯液用计量泵打入喷丝头，随后将铸膜液和芯液从喷丝头的环形喷丝孔挤出，经过一段空气间隙，然后进入凝固浴，在凝固浴中经过相转化形成中空膜丝；

（3）将制得的中空纤维膜浸入蒸馏水中，以除去添加剂和残留溶剂，然后浸入甘油水中，以保持膜的孔结构，最后置于空气中自然干燥；

（4）取固定长度的膜丝若干，将两端固定在一起，将其插入注满环氧树脂的硬管中，待树脂固化后，得到膜组件，进行后续测试。