專利名稱：一種mabr用復(fù)合膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于膜領(lǐng)域，尤其是一種MABR用復(fù)合膜。
背景技術(shù)：
無泡曝氣膜生物反應(yīng)器(MABR)系統(tǒng)是近二三十年發(fā)展起來的一種新型污水處理技術(shù)。MABR處理污水的原理是利用曝氣膜組件向生長在高分子膜表面的微生物膜和水體進行無泡曝氣，在這一曝氣過程中氧氣和營養(yǎng)物分別從中空纖維膜的兩側(cè)，通過濃差驅(qū)動、微生物吸附等作用被微生物利用。微生物在利用營養(yǎng)物質(zhì)的同時使水體中的污染物分解為簡單的無機代謝產(chǎn)物，從而對水體進行凈化。MABR曝氣膜主要起到兩方面作用:一方面為生物膜生長提供附著載體；另一方面，MABR是通過向膜內(nèi)腔通入氧氣或高壓空氣，使氧氣透過膜以無泡形式為附著在曝氣膜表面的生物膜供氧。MABR曝氣膜的基本性能包括:高的氧氣透過性能、良好的親水性、優(yōu)良的生物親和性和機械性能等。目前MABR所用曝氣膜主要分為三類，即:致密膜、疏水性微孔膜和復(fù)合膜。致密膜由于本身結(jié)構(gòu)的致密性，擁有較高的泡點壓力，其缺點在于氣體傳質(zhì)阻力較大，膜的氣體通量較低。疏水性微孔膜一般是由聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙稀、聚苯乙烯等疏水性高分子材料 制成，膜表面上分布著直徑約為0.01 0.20 μ m的微孔。在微孔膜中，由于氣體阻力可忽略不計，因此能獲得較大的氣體通量，同時其價格便宜，容易加工成中空纖維。微孔膜的缺點主要有:泡點壓力低，細胞碎片容易進入膜孔內(nèi)部造成氣體通量降低。復(fù)合膜是在疏水性微孔膜表面覆蓋一層很薄的致密聚合物層，制成超薄皮層功能復(fù)合膜。復(fù)合膜的優(yōu)點在于:改善疏水性微孔膜泡點壓力低的同時，保留了其通量大的優(yōu)點，同時新引入的聚合物皮層提高了膜材料的機械性能和表面性能；其缺點是需采用昂貴的設(shè)備、較高的生產(chǎn)成本和復(fù)雜的制備過程等。目前市場上還沒有適合于MABR應(yīng)用的復(fù)合膜。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種MABR用復(fù)合膜，具有較高的氧氣透過性能、較好的表面親水性及生物親和性以及較大的膜表面粗糙度。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:—種MABR用復(fù)合膜，復(fù)合膜是由多孔膜和在多孔膜表面復(fù)合的左旋多巴復(fù)合層所構(gòu)成的。而且，所述左旋多巴的厚度為10納米至2毫米。而且，所述多孔膜包括管狀膜和平板膜。而且，所述多孔膜為高分子材料膜和無機材料膜，以及高分子材料與無機材料的
復(fù)合膜。 而且，所述多孔I旲為聚乙纟布、聚四氣乙纟布、聚偏氣乙纟布、聚丙稀、聚本乙纟布、聚醋酸纖維素、聚醋酸乙烯纖維素、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜膜等高分子材料膜以及高分子復(fù)合膜、無機膜和無機高分子復(fù)合膜。本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:1、本實用新型制備MABR復(fù)合膜的優(yōu)點在于:復(fù)合膜具有較高的氧氣透過性能、較好的表面親水性及生物親和性、較大的膜表面粗糙度。2、本實用新型對聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜改性后氣體通量可由改性前的
0.26mL/(S*mm2)提高到0.58mL/(S*mm2);水接觸角可由改性前的86.5度降低到52度；膜表面的均方根粗糙度可由原本的88.030nm提高到111.777nm。

圖1為MABR用復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I為左旋多巴層，2為多孔膜的孔道，3為多孔膜。
具體實施方式下面結(jié)合實施例，對本實用新型進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本實用新型的保護范圍。本實用新型提供一種MABR用復(fù)合膜及制備方法，在多孔膜的表面均勻涂敷有左旋多巴，在膜表面形成一層左旋多巴復(fù)合膜，左旋多巴復(fù)合膜的厚度為10納米至2毫米，獲得較高的膜泡點壓力、膜透氧性、表面親水性及表面粗糙度等。本實用新型所使用的所使用的多孔膜包括聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙稀、聚苯乙烯、聚醋酸纖維素、聚醋酸乙烯纖維素、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜等高分子材料及其改性、復(fù)合材料管狀膜(包括中空纖維膜等)和平板膜。本實用新型可以處理的多孔膜包括管狀膜和平板膜。本發(fā)明采用左旋多巴溶液涂敷對膜的厚度沒有限制，涂敷于多孔膜表面的左旋多巴之間通過自聚反應(yīng)在膜表面形成復(fù)合皮層，該復(fù)合膜具有較高的氧氣透過性能和良好的親水性能，適于微生物的培養(yǎng)。本實用新型中MABR用復(fù)合膜的制備工藝包括以下幾個步驟:⑴左旋多巴溶液的配制:將左旋多巴溶解在pH值為4 11的水溶液中配制成濃度為0.05 3g/L的左旋多巴溶液，如果需要調(diào)節(jié)pH值，所用調(diào)節(jié)酸或堿無特殊要求，為本領(lǐng)域常用的即可；⑵涂敷:將左旋多巴溶液均勻無缺陷地涂敷于多孔性膜外表面，溫度控制在5 80 0C ；⑶熱處理:將洗凈的復(fù)合膜在溫度為20 100°C的條件下進行熱處理。對上述復(fù)合膜進行氣體通量、表面親水性和表面粗糙度的表征以及力學(xué)性能測試，所用儀器包括氣體流量計、接觸角測定儀、隧道掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)以及電子萬能試驗機等。測定本實用新型對多孔聚偏氟乙烯(PVDF)膜改性后氣體通量可由改性前的
0.26mL/(S*mm2)提高到0.58mL/(S*mm2);水接觸角可由改性前的86.5度降低到52度；膜表面的均方根粗糙度可由原本的88.030nm提高到111.777nm。具體制備方法如下:[0027]實施例1一種MABR用復(fù)合膜，本實施例提供的膜是以左旋多巴溶液涂敷于PVDF多孔中空纖維膜表面形成的復(fù)合膜。具體制備方法如下:⑴左旋多巴溶液的配制:配制pH值為10、濃度為0.8g/L的左旋多巴溶液500毫升積；⑵涂敷:將其均勻無缺陷地涂敷于PVDF多孔中空纖維膜表面；⑶熱處理:80°C下熱處理10小時。經(jīng)測試，氣體通量由未改性前的0.26mL/(S*mm2)提高到0.34mL/(S*mm2)，水接觸角由原來的86.5度降低到76.2度。實施例2一種MABR用復(fù)合膜，本實施例提供的膜是以左旋多巴溶液涂敷于聚砜多孔平板膜表面形成的復(fù)合膜。具體制備方法如下:⑴左旋多巴溶液的配制:配制pH值為5.0、濃度為0.lg/L的左旋多巴溶液；⑵涂敷:將其 均勻無缺陷地涂敷于聚砜膜表面；⑶熱處理:30°C下熱處理30小時。經(jīng)測試，氣體通量由未改性前的0.3 ImL/ (S*mm2)提高到0.54mL/ (S*mm2)，水接觸角由原來的76.5度降低到66.2度，膜表面的均方根粗糙度由原本的88.030nm提高到111.777nm。
權(quán)利要求1.一種MABR用復(fù)合膜,其特征在于:復(fù)合膜是由多孔膜和在多孔膜表面復(fù)合的左旋多巴復(fù)合層所構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MABR用復(fù)合膜，其特征在于:所述左旋多巴的厚度為10納米至2毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MABR用復(fù)合膜，其特征在于:所述多孔膜包括管狀膜和平板膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MABR用復(fù)合膜，其特征在于:所述多孔膜為高分子材料膜和無機材料膜，以及高分子材料與無機材料的復(fù)合膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MABR用復(fù)合膜，其特征在于:所述多孔膜為聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙稀、聚苯乙烯、聚醋酸纖維素、聚醋酸乙烯纖維素、聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜 膜。
專利摘要本實用新型涉及一種MABR用復(fù)合膜，復(fù)合膜是由多孔膜和在多孔膜表面復(fù)合的左旋多巴復(fù)合層所構(gòu)成的，所述左旋多巴復(fù)合膜的厚度為10納米至2毫米。本實用新型涉及的MABR復(fù)合膜的優(yōu)點在于復(fù)合膜具有較高的氧氣透過性能、較好的表面親水性及生物親和性、較大的膜表面粗糙度。
文檔編號C02F3/02GK203139913SQ201320069800
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者李保安, 侯飛飛, 邢明皓 申請人:天津大學(xué)