[发明专利]一种评价改性滤膜抗污染能力的方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于膜技术领域，涉及一种评价改性滤膜抗污染能力的方法和装置。可用于膜生物反应器(MBR)工艺中专用超滤、微滤膜的评价。

背景技术

近年来，膜分离技术被广泛应用于电子工业、食品工业、水处理、生化、医药卫生事业、化工等领域，滤膜抗污染性能的评价和研发抗污染滤膜的成为膜技术可持续发展的关键。

膜生物反应器，MBR(Membrane Bioreactor)用膜组件替代传统的二沉池，是集生物处理和膜分离于一体的新型高效生物处理技术。它具有许多其它生物处理工艺无法比拟的明显优势：(1)结构紧凑，占地面积小；(2)处理效率高，出水水质好，从根本上解决了污泥膨胀问题；(3)容积负荷高，抗负荷冲击能力强；(4)产生剩余污泥量少，减少了污泥处理的工作量和费用；(5)MBR处理系统设备化、自动化程度高。因此，MBR已经成为了当前倍受关注的一项重要的水处理技术。

在膜-生物反应器技术中，研究与开发通量大、耐污染、低成本的微滤与超滤膜材料与组件已成为MBR规模化应用的关键。目前，美国、加拿大、法国、日本等国家已成功把聚乙烯(PE)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)等材料制备的微滤(MF)或超滤(UF)膜应用到MBR中。

目前，抗污染滤膜的研发和筛选成为膜生物反应器研究的重点。膜生物反应器用的滤膜通常要求亲水性能好，通量大、孔径适宜，但上述性能均为单一指标，不能全面反映膜的抗污染状况。传统的滤膜筛选方法需要将膜片放入污泥中，经过长期的考察比较筛选出抗污染的膜材料，这种方法费时费力，且受到曝气条件不断变化的限制。或通过测定临界通量，测定压力随着时间变化，根据压力发生突变时对应的流量值确定临界通量，通过比较临界通量的大小对膜材料的抗污染能力进行筛选。这种方法也存在曝气和污泥条件不能稳定控制的问题。

发明内容

本发明的目的之一是解决上述问题，提供一种步骤简便、易操作、能应用于膜生物反应器中滤膜的评价和筛选方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种评价改性滤膜抗污染能力的装置，它包括空气压缩机或氮气钢瓶、膜盒压力表、缓冲稳压容器、超滤反应杯、磁力搅拌器和分析天平，其中，所述超滤反应杯置于磁力搅拌器上，与缓冲稳压容器连接，所述缓冲稳压容器用空气压缩机或氮气钢瓶保持系统恒压，膜片置于超滤反应杯的底部，膜片上方有磁力搅拌棒随磁力搅拌，超滤反应杯的出水与分析天平连接。

一种评价滤膜抗污染能力的方法，应用于膜生物反应器的滤膜的方法，包括下列步骤：

步骤一，使用上述的评价滤膜抗污染能力的装置，将超滤反应杯置于磁力搅拌器上，与缓冲稳压容器连接，稳压容器用氮气钢瓶或空气压缩机保持系统恒压，膜片上方有磁力搅拌棒随磁力搅拌，反应杯的出水与分析天平连接；

步骤二，将膜片置于超滤反应杯的底部，再将蒸馏水倒入超滤反应杯中，恒定转速，保持系统密封，恒定压力，过滤1～15分钟，测滤膜的流量；

步骤三，由上述步骤二可知清洁滤膜的膜阻力Rm；

步骤四，将浓度为(0～15000mg/L)的污泥倒入超滤反应杯中，恒定转速，保持系统密封，恒定压力，过滤30分钟～90分钟，测滤膜在污泥中的通量；

步骤五，由上述步骤四可知滤膜的膜阻力Rt；

步骤六，将上述步骤四中的滤膜用超声清洗去除表面的滤饼层，重复步骤二和步骤三；

步骤七，上述步骤二、步骤三、步骤四、步骤五为一个循环，重复所述循环15～30次，由孔堵塞的计算，可用于评价膜在污泥中的抗污染能力。

本发明评价膜抗污染能力的方法操作简便，耗时周期较短。

附图说明

图1为本发明评价滤膜抗污染能力的装置框图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明创造作进一步详细说明。

一种评价应用于膜生物反应器的滤膜的方法，包括下列步骤：

①将N₂钢瓶1、、缓冲稳压容器2、超滤反应杯3、磁力搅拌器4和分析天平5按下面方式连接，如图1所示：

其中，超滤反应杯3置于磁力搅拌器4上，与缓冲稳压容器2连接，缓冲稳压容器2用氮气钢瓶1或空气压缩机保持系统恒压，超滤或微滤膜片6置于超滤反应杯3的底部，膜片6上方有磁力搅拌棒7随磁力搅拌。超滤反应杯3的出水与分析天平5连接。氮气钢瓶1上安装有压力表11，缓冲稳压容器2上安装有膜盒压力表21。