[发明专利]一种废旧聚偏氟乙烯平板膜的回收再利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废旧聚偏氟乙烯平板膜的回收再利用方法，属于高分子材料回收及应用技术领域。

背景技术

近年来，污水资源化利用已成为应对水资源短缺和减少污染排放的必由之路。膜生物反应器(Membrane Bioreactor，MBR)是将膜分离技术与废水生物处理系统相结合的高效水处理系统。目前中国的MBR技术市场是世界增长最快的领域和地区之一，预计到2015年，中国膜材料市场规模将达到270亿元，污水处理膜工艺市场达到1400亿元。膜是膜分离技术的核心，目前MBR膜组件中使用量较大的有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)膜，其中PVDF膜由于其优良的物理和化学性能，如，良好的耐磨性和耐化学腐蚀性，在国内和国外用量均最大。PVDF平板膜的平均使用寿命为5-7年，因此，每年在生产和使用过程中将会产生大量的废膜，然而，PVDF稳定性极强，不能用常规的深埋和焚烧等方式处理，如果不及时回收处理，将会造成极大的资源浪费及环境污染。因此，开发废旧PVDF平板膜的再生利用方法和工艺具有重要的意义。

目前，关于水处理工程用废旧平板膜材料的回收利用的报道还未见。MBR工程用平板膜由膜材料PVDF和无纺布支撑层组成；无纺布支撑层的材料主要为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，PET是一种高熔点的热塑性树脂。尽管公开号为CN101422708A的专利开发了一种废旧PVDF中空纤维膜的回收再利用方法，但未涉及膜材料与支撑层的分离方法，以及支撑层材料的回收再利用方法。

本发明是一种废旧PVDF平板膜的回收再利用方法，包括膜表面PVDF和无纺布支撑层的回收利用；首先通过清洗去除废旧膜表面污染物，烘干后浸没于有机溶剂中溶解回收膜表面的PVDF，经固液分离后得到PVDF提取液及无纺布。PVDF提取液经高速离心或滤膜过滤除杂后，加入部分新鲜PVDF树脂、致孔剂和添加剂等配置铸膜液，采用非溶剂诱导相转化(NIPS)法制备再生平板膜。无纺布PET经过除杂粉碎后通过挤压熔融法加工成PET颗粒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废旧聚偏氟乙烯平板膜的回收再利用方法。

本发明的目的可通过以下技术手段来实现：先将废旧PVDF平板膜进行洗涤、干燥等预处理，然后将其浸入有机溶剂中溶解膜表面的PVDF从而将PVDF与无纺布分离，再将PVDF提取液经过滤除杂后，加入部分新鲜PVDF树脂、致孔剂和添加剂等配置铸膜液，采用NIPS法制备再生平板膜，同时将无纺布PET经过洗涤、干燥、粉碎后通过挤压熔融法加工成PET颗粒。

本发明的具体步骤如下：

(1)废旧PVDF平板膜的预处理：将废旧PVDF平板膜裁剪成50～500cm²大小的膜片，先用浓度为500ppm～10000ppm的NaClO溶液，再用浓度为2％～5％的HCl或1％-5％柠檬酸溶液将废膜清洗干净，之后用清水冲洗至中性，在50-70℃下脱水烘干；

(2)溶剂提取：将步骤(1)清洗干燥后的碎膜片浸没于有机溶剂N，N-甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲基亚砜(DMSO)中，溶剂用量为每平方米废膜0.1L～0.5L，在5～70℃(下溶解1h-12h，然后微滤膜或超滤膜过滤，也可在4000rpm～10000rpm离心15min，实现固液分离，清液即为PVDF回收液，沉渣即为回收的无纺布；

(3)无纺布除杂：将经过步骤(2)得到的无纺布沉渣，用(2)中的提取溶剂清洗，除去表面残余的PVDF成分，洗涤后的溶剂加入到步骤(2)的提取溶剂中循环使用，然后用清水洗涤除去无纺布表面的提取溶剂，在50-70℃下脱水烘干；

(4)PVDF再生膜的制备：向步骤(2)中经过除杂处理得到的PVDF回收液中填加2％-10％的PVDF树脂，4％～8％的致孔剂(聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)或LiCl中的一种或多种的组合)和添加剂(无机颗粒、增白剂、亲水改性剂)，搅拌溶解、静置脱泡后，通过NIPS法制PVDF平板膜，所用凝固浴组成为水、乙醇或乙醇和水混合液(乙醇/水体积比为20/80～50/50)，凝固浴温度为15～30℃；

(5)无纺布的再生利用：将经过步骤(3)得到的无纺布以粉碎装置进行粉碎，采用双螺杆挤压机在260～290℃下挤压熔融，加工成PET颗粒。

本发明方法的优点：