[发明专利]一种基于聚砜复合微滤膜的化工污水处理方法

说明书

本发明提供了一种改性聚砜微滤膜，该微滤膜以聚砜和壳聚糖为原料制备，聚砜通过氯甲基化反应、酯化反应生成酯化聚砜，再与氨化羟丙基壳聚糖反应生成聚砜复合材料，最后静电纺丝制备改性聚砜微滤膜；本发明还提供了一种基于改性聚砜微滤膜的污水处理方法，污水依次通过蓄污池、过滤池、调节/沉淀池、膜生物反应池及清水池，最后回收或排放；本发明改性聚砜微滤膜的原料价格低廉，合成工艺简单，应用于污水处理中增大了污水的生化反应速率，使污水处理效率提高。

技术领域

本发明属于化工污水处理技术领域，尤其涉及一种基于改性聚砜微滤膜的化工污水处理方法。

背景技术

水是生命的源泉，然而，随着经济的高速发展，污水排放量急剧增加，越来越多的水域受到不同程度的污染，对人类和环境构成了严重的危害。

膜生物反应器是将生物处理工艺与膜分离技术相结合的一种新型、高效的污水处理技术，是污水回用的热点处理工艺，其出水水质优于传统方法，甚至可以回用。膜生物反应器通常由膜组件和生物反应器两部分组成。在膜生物反应器中，膜是膜分离技术的核心，常见的膜材料有有机材料和无机材料两大类，有机材料如纤维素类、聚砜类、聚烯烃类、含氟聚合物等；无机材料有陶瓷、玻璃、金属等。其中，聚砜膜具有优异的机械性能、耐化学性和耐热性、良好的渗透性和生物相容性，但是聚砜材料本质上属于疏水性膜材料，这使其膜表面易被污染造成膜通量和选择性降低，以致于膜得使用效率降低。因此，改善聚砜材料的亲水性能可以使聚砜膜亲水性能和抗污性能得到提高，并进一步提高处理污水的效率。

单一的聚砜膜对重金属离子的吸附性能较弱，本发明以壳聚糖通过化学接枝改性聚砜以提高聚砜材料的亲水性能、金属离子吸附性能等，使其应用于膜生物反应器中具有良好的污水处理效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有污水处理技术中存在的膜污染问题，提供降低膜污染问题并高效地去除污水中有机污染物、重金属离子的一种基于改性聚砜微滤膜的化工污水处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种改性聚砜微滤膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、酯化聚砜材料的制备：

S1-1、聚砜的氯甲基化：聚砜溶于二氯甲烷中，搅拌使完全溶解，之后加入多聚甲醛和三甲基氯硅烷，搅拌均匀并在搅拌状态下缓慢加入四氯化锡溶液，反应即得氯甲基化聚砜；

S1-2、氯甲基化聚砜的酯化：将氯甲基化聚砜溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，之后加入羧酸物质、碳酸钾，室温下搅拌反应得到酯化聚砜材料；

S2、氨化羟丙基壳聚糖的制备：

S2-1、卤代羟丙基壳聚糖的制备：壳聚糖溶于异丙醇中，加入环氧氯丙烷，加热搅拌反应得到卤代羟丙基壳聚糖；

S2-2、氨化羟丙基壳聚糖的制备：将卤代羟丙基壳聚糖溶于乙醇中，之后缓慢加入乙二胺，混合物加热搅拌反应得到氨化羟丙基壳聚糖；

S3、改性聚砜材料的制备：将步骤S1与步骤S2制备的酯化聚砜材料、氨化羟丙基壳聚糖均溶于乙醇中，之后加入冰乙酸，充分搅拌反应得到聚砜复合材料；

S4、改性聚砜微滤膜的制备：将制备的聚砜复合材料溶于N,N-二甲基甲酰胺中配制成浓度为15～18wt％的溶液，通过静电纺丝技术制成聚砜复合纳米纤维膜，制成的纤维膜置于去离子水中浸泡之后于真空干燥箱中烘干，即得可用于膜生物反应器的聚砜复合微滤膜。

优选地，步骤S1-1中所述聚砜与多聚甲醛、三甲基氯硅烷、四氯化锡的质量体积比为40～50g:30～40g:90～100mL:2～3mL，反应的温度与时间分别为35℃、60～70h。