[发明专利]微生物载体杂化MBfR膜及其制备方法

说明书

本发明涉及微生物载体杂化MBfR膜及其制备方法，所述的MBfR膜包括重量百分比的各组分的铸膜液：PVDF12‑35％，成孔剂2‑18％，微生物载体0.05‑15％以及溶剂45‑86％；微生物载体主要为300～2000目粒度的硝酸改性活性炭粉末或者碳纳米管中的一种或二种的组合。所述微生物载体杂化MBfR膜为中空纤维膜，内外侧孔径梯度分布，内外侧孔径比值5～50；中空纤维膜为内外圆同心的单芯膜或多芯孔的结构。膜表面掺杂的活性炭微颗粒提供了极大的比表面积，为产品提供了良好的微生物附着及生长条件；多芯孔膜结构具备较高的机械强度，使产品抗水力及汽水冲击的能力大大增强。

技术领域

本申请属于超滤膜制备技术领域，具体涉及一种具有优良微生物负载性特点的以PVDF分为主体的多芯结构增强型的微生物载体杂化MBfR膜及其制备方法。

背景技术

膜生物膜反应器(Membrane Biofilm Reactor,MBfR)膜是一种将膜曝气与传统生物污水处理相结合的新型水污染控制技术，由于具有优异的氧传质特性，可以应用于亚硝酸盐超标的饮用水项目处理，相比于反渗透处理工艺及纳滤处理工艺，节能达40～90％，且无浓水排放；也可以应用于黑臭河治理及其它硝化、反硝化环节，在给水净化、中水回用、废水处理等领域得到越来越广泛的应用。目前国内外现有的市场化产品由于基本采用烧结拉伸PTFE疏水膜作为MBfR膜材料，存在无皮层，内外侧孔径一致，泡点压力过低，外皮层孔径过小微生物极难挂膜，且微生物只能通过EPS简单附着在MBfR膜表面，微生物性质单一，数量少，由此带来氧传质微生物利用率极低，COD及TN去除效率不稳定的弊端，从而很难市场化推广。因此，寻找一种具有孔径梯度，合适的内层孔径保证合适的泡点压力，外层具有较大的立体网状孔结构及巨大的比表面积，便于微生物生长繁殖的膜元件生产工艺非常重要。

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种目前广泛应用的高端合成材料，具有非常优异的物理化学性能，可以耐大多数无机酸(发烟硫酸和浓硝酸除外)以及各种强碱、多数有机溶剂(如醇类、卤代烃、脂肪烃、芳烃)等，可以应用于各种腐蚀性环境。但对于长期处于水力及汽水冲击使用环境而言，无支撑PVDF中空纤维膜存在易断丝的缺陷，市面MBR膜元件目前为解决该问题，采用PET钩织管涂敷PVDF制造过滤膜，但该内过滤膜只能作为外压使用，内压使用会导致皮层脱落，产品失效问题。

为此有必要开发一种内层具有较小孔径，外层具有较大立体网状孔结构，且外层须具有较大的比表面积的MBfR膜，同时要求MBfR膜具备较高的机械强度，以适应存在较高的水力冲击的使用环境。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足，提供一种微生物载体杂化MBfR膜，微生物极易附着且泡点合适的PVDF材质为主材的增强机械强度的MBfR中空纤维膜，同时，本发明还提供了该膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供了一种微生物载体杂化MBfR膜，所述微生物载体杂化MBfR膜为中空纤维膜；包括以下重量百分比的各组份的铸膜液：PVDF 12-35％、成孔剂2-18％、微生物载体0.05-15％、溶剂45-86％，所述的微生物载体为300～2000目粒度的硝酸改性活性炭粉末或者碳纳米管中的一种或二种的组合。

优选地，本发明提供微生物载体杂化MBfR膜，所述微生物载体杂化MBfR膜为中空纤维膜；由具有以下重量百分比的各组份的铸膜液制成：PVDF 12-35％、成孔剂2-18％、微生物载体0.05-15％、溶剂45-86％，所述的微生物载体为300～2000目粒度的硝酸改性活性炭粉末或者碳纳米管中的一种或二种的组合。

优选地，本发明提供微生物载体杂化MBfR膜，PVDF为重均分子量10-80万的树脂粉。

进一步优选地，PVDF为平均重均分子量20～60万的树脂粉。