[发明专利]一种MABR用复合膜及制备方法

说明书

本发明涉及MABR复合膜技术领域，尤其涉及一种MABR用复合膜及制备方法，包括复合中空纤维膜及设置于复合中空纤维膜上的多维孔，其制备方法，包括以下步骤：将聚偏氟乙烯原材料以及聚偏氟乙烯原材料的5％质量比的稀释剂置于反应釜中，同时进行高温熔融；完全熔融后，在反应釜中静置脱泡，静置时间3‑4h后开始进行纺丝；在收丝轮的牵引下，纺出的膜丝进入聚偏氟乙烯原材料的70％质量比的萃取液中萃取，冷却发生相分离现象成孔，即得MABR用复合膜，本发明的整个实验中，通过控制聚偏氟乙烯含量、稀释剂和萃取剂种类、加热和静置温度、收丝速率以及冷却温度等，控制中空纤维膜表面孔形态及膜壁厚度等性质。

技术领域

本发明涉及MABR复合膜技术领域，尤其涉及一种MABR用复合膜及制备方法。

背景技术

膜曝气生物反应器(membrane-aeratedbiofilmreactor，MABR)是膜技术与生物膜技术相结合的产物，该技术通过透气性膜供氧，在保持气体分压低于泡点的情况下，膜管腔内的氧透过膜壁上的微孔进入管腔外侧，实现无泡曝气。无泡曝气传质效率高，氧利用率可接近100％，是传统曝气的5～7倍。

MABR的膜材料可以作为载体，膜表面可形成微生物膜，来自膜管腔内侧的氧从生物膜的内部向外部扩散，来自污水中的底物则从生物膜的表面向内部扩散。由于氧和底物的异向传质导致膜组件上微生物膜产生明显的分层结构，由内到外分别为好氧层、兼氧层和厌氧层。MABR中的微生物膜功能性分层，可以使微生物膜独立完成污水中有机污染物的氧化和同步硝化反硝化反应。

适用于膜曝气生物膜反应器的膜材料可以根据其表面性能与结构的不同大致分为：疏水性微孔膜及致密的无孔硅胶膜,其中疏水性微孔膜具有以下几个缺点：(1)由于其较低的泡点压力，气体通过膜孔的传递很容易破坏在膜表面形成的生物膜层；(2)在生物膜的生长过程中，一些细胞脱落的生物碎片会附着在膜表面，甚至进一步堵塞表面上的孔道，导致膜的气体传质阻力增大，气体通量下降，最终由于供氧不足使得生物膜的生长受到影响；(3)由于一些蛋白质和生物碎片会使得膜表面的疏水性性能下降导致液体进入膜中，所以这种膜并不适合用于长期的操作。致密的无孔硅胶膜虽然在泡点压力以及防止污染上有着一定的优点，其较低的氧气通量限制了其在MABR上的应用。

因此，我们提出了一种MABR用复合膜及制备方法用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种MABR用复合膜及制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提出的一种MABR用复合膜，包括复合中空纤维膜及设置于复合中空纤维膜上的多维孔。

优选的，所述复合中空纤维膜为偏氟乙烯材质。

优选的，一种MABR用复合膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：将聚偏氟乙烯原材料以及聚偏氟乙烯原材料的5％质量比的稀释剂置于反应釜中，同时进行高温熔融，控制加热温度在120-150℃；

S2：完全熔融后保持反应釜温度为60-70℃，在反应釜中静置脱泡，静置时间3-4h后开始进行纺丝；

S3：在收丝轮的牵引下，纺出的膜丝进入聚偏氟乙烯原材料的70％质量比的萃取液中萃取，冷却发生相分离现象成孔，即得MABR用复合膜。

优选的，所述S1中，稀释剂为丙酮、甲乙酮、环己酮、苯、甲苯、二甲苯、正丁醇及苯乙烯中的一种或多种。

优选的，所述S1中，将聚偏氟乙烯原材料以及聚偏氟乙烯原材料的5％质量比的稀释剂置于反应釜中，同时进行高温熔融，控制加热温度在130℃。

优选的，所述S2中，完全熔融后保持反应釜温度为65℃，在反应釜中静置脱泡，静置时间3h后开始进行纺丝。