[发明专利]一种高强度耐污超滤膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强度耐污超滤膜的制备方法，属于分离膜过滤技术领域。本发明首先以大豆、玉米粒为原料制得发酵产物，再加入氯化铁、硫化钠、硝酸银溶液制得混合物料，最后将混合物料与聚合物以及其它助剂混合，铺于玻璃基板上烘干即得高强度耐污超滤膜，本发明经过微生物发酵和酸液浸泡，使大豆蛋白、糖类以及其它有机成分得到一定程度分解，生成醇类、羧酸等物质，有助于提高各成分之间的粘结吸附程度，使超滤膜的力学强度得到增强，本发明将银离子引入超滤膜成分中，生成纳米级银颗粒生长于有机纤维交联结构中，能够有效增强纤维成分的力学强度，起到杀菌灭菌的作用，避免超滤膜被微生物吸附、腐蚀，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种高强度耐污超滤膜的制备方法，属于分离膜过滤技术领域。

背景技术

随着全球水资源问题的凸显以及污水处理力度的不断加大，膜分离技术逐渐受到广泛关注。膜分离技术是当今进行饮用水深度净化，保障水质安全的重要新技术。由于其过滤效果好、能耗低、无相变、操作简便，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。

超滤膜，是一种孔径规格一致、且额定孔径范围为0.001～0.02μm的微孔过滤膜。主要是依靠膜的物理筛分作用来去除污染物，在一定压力的作用下，原料液中的溶剂和小的溶质粒子从高压原料液侧透过膜到达低压侧，而大分子及微粒组分被膜阻挡，原料液逐渐被浓缩而后以浓缩液的形式排出。以超滤膜为核心的水处理工艺已经发展成为第三代饮用水净化工艺，它与其它技术的组合工艺可以有效地对微污染水源进行处理，生产优质的饮用水。目前绝大多数企业是以生产中空纤维超滤膜组件为主。

目前常用的膜材料有聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、聚氯乙烯（PVC）、聚偏氟乙烯（PVDF）等。聚砜类超滤膜具有装填密度高、比表面积大、耐压性能好等优点，但是强度较低、刚性差、易变形，严重的还会产生破孔、断丝等现象；聚醚砜类超滤膜具有物理和化学稳定性好，成膜特性优良等优点。但是聚醚砜由于本身具有较多的疏水性基团，因此所形成的膜疏水性强，在过滤水介质物料时，容易造成严重的膜污染；聚氯乙烯类超滤膜具有耐酸碱性强，耐有机溶剂性好等优点，但脆性高、韧性差，在膜组件中容易导致端头损伤，缩短使用寿命，且强度低，所耐受的横向冲击力和纵向拉伸力有限，不耐受水流冲击和频繁的正反冲洗，影响大规模应用的安全性；聚偏氟乙烯类超滤膜具有优良的化学稳定性、热稳定性和易成膜等优点，但只能起到过滤固态或胶状杂质的作用，对溶解在水中的各种重金属离子，如：铅、汞、铬、铁和影响水中硬度的钙、镁等离子起不到过滤作用，这是目前PVDF超滤膜的最大缺陷。

现有技术中的超滤膜均存在强度不高，亲水性差，过滤速度较低，运行时膜容易压裂，造成截留率急剧下降的缺陷。此外，超滤膜易受生物污染，生物污染是指微生物在膜表面的吸附和富集，并最终在膜表面形成生物污染层。加入亲水性无机纳米颗粒能增加膜的亲水性，减少超滤膜的污染，同时增加膜的机械性能，是近来研究热点。但是添加无机纳米颗粒配制铸膜液时，纳米颗粒容易发生团聚，在铸膜液中分散性差，降低了纳米颗粒的尺寸效应，造成制备出的超滤膜亲水性改善效果不好，并且团聚后的纳米颗粒容易堵塞膜孔降低水通量。

因此，提供一种机械强度高，水通量高，不易堵塞且耐久性好的超滤膜具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前超滤膜的耐污性能不佳、耐微生物腐蚀性能差，机械强度不佳、韧性差，抗拉伸能力不佳的缺陷，提供了一种高强度耐污超滤膜的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

高强度耐污超滤膜的具体制备步骤为：

将混合物料、聚砜、聚氯乙烯、N，N-二甲基甲酰胺、尿素投入共混机中，在转速为400～500r/min和温度为30～40℃的条件下混合搅拌150～180min制得预制铸膜液，将预制铸膜液置于厚度为0.2mm～0.4mm的玻璃基板上，将玻璃基板投入烘箱中，在温度为60～80℃的条件下干燥4～5h，干燥后脱落即得高强度耐污超滤膜；