[发明专利]一种MABR-HD河道高效增氧膜及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及污水处理技术领域，目的是提供一种MABR‑HD河道高效增氧膜的制备方法，通过利用基材层内置于涂覆层，为涂覆层提供机械强度，克服了均质致密膜机械强度差、使用过程中易断丝等缺陷；利用涂覆层外置于基材层，有效防止基材层的微孔被微生物分泌物扶着堵塞；进一步地，为了提高涂覆层的氧气传质效率，在涂覆层配方中添加成孔剂，破坏涂覆层的部分致密结构，使其形成海绵状结构，在单根膜丝上达到微孔曝气搅拌与无泡增氧挂膜两种效果，能显著增强河道水体溶氧，防治黑臭。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，它涉及一种MABR-HD河道高效增氧膜及其制备方法与应用。

背景技术

膜曝气式生物反应器(Membrane Aeration Bio-film Reactor，简称MABR)是将传统生物膜法反应器过与气体膜分离技术有机耦合而成的一种新型高效污水处理工艺。MABR技术具有氧气传输效率高、过程能耗低、操作灵活性好、模块化易集成等优势，在污水处理、水体修复等领域受到越来越多的关注。

MABR过程区别于传统的鼓泡曝气方式，利用气体膜进行无泡曝气，氧气通过膜后直接被覆盖在膜表面的微生物所利用。在保持气体压力低于膜泡点压力的情况下，空气或纯氧可以以分子的形式进入水体中，因而微生物对氧的利用效率较传统曝气过程高很多。

气体膜在MABR过程主要起两个方面的作用，即为微生物生长提供载体，并为附在膜表面的微生物提供氧气来源，因此MABR用膜需具备如下基本性能：低的传质阻力和高的氧气透过性、适中的泡点压力、良好的机械性能以及生物亲和性。

目前，实际用于MABR过程的膜主要有两类：

(1)疏水性微孔膜，以PTFE中空纤维膜和聚丙烯(PP)中空纤维膜为代表。由于疏水性，膜孔不被水润湿，即水不能自发进入疏水微孔膜的膜孔内，但气相主体中的氧气可直接扩散进入生物膜内被微生物利用。疏水微孔膜具有传质阻力低、氧气传输效率高等优势，但缺点是曝气压力较低，且随着使用时间的增长，微孔可能会被微生物的分泌物附着堵塞，造成膜孔润湿和污染，气体传质阻力剧增，进而影响MABR过程的高效进行。

(2)均质致密膜，致密膜一般由具有选择透过性的材料制备。由于致密膜结构无微孔，不存在担心污染和堵塞问题，但其致命弱点是氧气的传递完全依靠膜材料的溶解扩散系数控制，氧气的传质效率较低。此外，该类材料还具有成本高、机械强度差、使用过程中易出现断丝等缺点，限制了其大规模实际应用。

上述两种MABR膜应用在河道场合中，特别是污染严重的黑水河道中，各自性能将进一步受限。疏水性微孔膜表现为随着使用时间的增长，微孔必然会被微生物的分泌物附着堵塞。均质致密膜表现为氧气传质效率远低于需求，且使用过程更易断丝。

基于以上问题，一种适用于河道的、微孔不易被堵塞的、且具有高效传氧效率及机械强度的MABR膜亟待发明。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的提供一种MABR-HD河道高效增氧膜得制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种MABR-HD河道高效增氧膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：将基材于溶剂中进行预处理；

S2：将涂敷基料、催化剂、分散剂、成孔剂和增强剂混合均匀，得涂层液；

S3：将步骤S2中的涂层液涂覆于步骤S1中预处理后的基材表面并进行固化，得到所述MABR-HD河道高效增氧膜。

可选的，在步骤S1中，所述预处理的步骤为：将基材置于溶剂中浸润1分钟，提起静置10～15s，重复浸润1分钟，提起沥干溶剂，随后进行吸附干燥或真空干燥。