本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种亲疏水纳滤膜组合的高效水处理方法。
背景技术：
近年来，随着我国经济的高速发展和工业化、城市化进程的加快，大量的生活和工业废水排入水体，使人类赖以生存的饮用水水源日益受到污染。据报道，我国目前90％以上的饮用水水源为微污染水体，全国约有3亿人喝不上达标的饮用水，饮用水安全问题已经引起了社会各界的广泛关注。由于饮用水水源的不断恶化，传统的混凝、沉淀、过滤和消毒处理工艺已经难以满足日益严格的水质要求。在饮用水处理技术的更新换代中，与常规水处理工艺相比，膜分离技术具有出水优质稳定、安全性高、占地面积小、容易实现自动控制等优点，已经成为21世纪最有应用价值的水处理技术之一。
纳滤膜分离是一种介于超滤膜分离与反渗透膜分离之间新型膜分离技术，被广泛应用于硬水软化、水中少量有机物的去除、染料提纯脱盐、不同分子量有机物的分离和纯化等诸多工业领域。目前的纳滤膜大多是水性的，主要针对以水为溶剂的体系，而根据亲疏水性不同，水体中污染物小分子可以分为亲水性物质、疏水性物质和中性物质；水性的纳滤膜难以同时去除亲水性物质、疏水性物质和中性物质。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种亲疏水纳滤膜组合的高效水处理方法。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种亲疏水纳滤膜组合的高效水处理方法，包括以下步骤：
步骤1、对待处理水体进行前处理，滤除其中的悬浮物，得到第一处理水体；
步骤2、将所述第一处理水体通过亲疏水纳滤膜进行过滤，过滤压力在0.01-1.0mpa，过滤后得到净化水体；
其中，所述亲疏水纳滤膜具有三层结构，依次由基底纳滤膜层、疏水纳米纤维膜层和表面亲水改性层构成，过滤时所述表面亲水改性层与所述第一处理水体直接接触。
优选的，所述亲疏水纳滤膜的制备方法为：
s1、制备pvdf-hfp纳米纤维膜
称取偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物5.0g，依次加入丙酮溶液18.4g、二甲基乙酰胺7.8g，充分混合搅拌，完全溶解后得到均一、透明的纺丝液，通过静电纺丝法制备为pvdf-hfp纳米纤维膜；
s2、配制碳纳米管分散液
称取0.1g的碳纳米管并超声分散在100ml的无水乙醇溶液中，经4000rpm离心10min后，取上清液，以无水乙醇稀释至碳纳米管浓度为0.01-0.02mg/ml，再次超声均化处理，得到碳纳米管分散液；
其中，所述无水乙醇中含有体积分数0.1％的聚乙二醇；
s3、碳纳米管负载
将所述纳米纤维膜转移到基底纳滤膜上，将所述碳纳米管分散液真空抽滤在所述纳米纤维膜之上，抽滤完成后，将所述纳米纤维膜连同所述基底纳滤膜一起转移至真空干燥装置，60-70℃真空干燥；
s4、改性处理
干燥后，在所述纳米纤维膜负载碳纳米管的一面喷涂一层体积分数为1.20-1.50％的氟基硅烷乙醇溶液，喷涂量为0.08-0.2ml/cm2，静置1h后在60-70℃真空干燥10-20min；然后再喷涂浓度1.5mg/ml的氯化铁溶液，喷涂量0.04-0.1ml/cm2，60-70℃真空干燥后喷涂浓度1.5mg/ml的植酸溶液，静置1h后以去离子水洗涤，60-70℃真空干燥制得所述亲疏水纳滤膜。
优选的，所述静电纺丝法的喷丝距离为20cm，工作电压为14kv。
优选的，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，其直径为150nm，长度6-8μm。
优选的，所述超声均化处理条件为：超声功率100w，超声时间60min。
优选的，所述纳米纤维膜的厚度为30-100μm。
优选的，所述基底纳滤膜为聚砜纳滤膜、聚醚砜纳滤膜、聚丙烯腈纳滤膜或聚偏氟乙烯纳滤膜。
优选的，步骤s3中所述碳纳米管分散液的抽滤量为2-5ml/cm2。
优选的，所述氟基硅烷为十七氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷或三氟丙基三甲氧基硅烷。
本发明的有益效果为：
(1)针对现有纳滤膜无法同时去除亲水性物质和疏水性物质的问题，本发明在现有纳滤膜的基础上，通过复合表面氟基硅烷改性的pvdf-hfp纳米纤维膜，得到具有疏水纳米纤维膜层结构的纳滤，同时利用植酸与三价铁强的螯合作用，将大量带亲水性磷酸基团结合在纳滤膜表面，在疏水表面形成亲水薄膜层，使纳滤膜同时具备疏水层和亲水层，其中，疏水层可以更好地截留亲水性物质，亲水层可以更好地截留疏水性物质，可以同时去除亲水性物质和疏水性物质，提高水处理效率。
(2)对于含水油乳化相的待处理水体，水体通过首先直接接触的亲水表面，可以将疏水性的油相隔离，提高滤膜的耐溶剂性能。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种亲疏水纳滤膜组合的高效水处理方法，包括以下步骤：
步骤1、对待处理水体进行前处理，滤除其中的悬浮物，得到第一处理水体；
步骤2、将所述第一处理水体通过亲疏水纳滤膜进行过滤，过滤压力在0.01-1.0mpa，过滤后得到净化水体；
其中，所述亲疏水纳滤膜具有三层结构，依次由基底纳滤膜层、疏水纳米纤维膜层和表面亲水改性层构成，过滤时所述表面亲水改性层与所述第一处理水体直接接触；
所述亲疏水纳滤膜的制备方法为：
s1、制备pvdf-hfp纳米纤维膜
称取偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物5.0g，依次加入丙酮溶液18.4g、二甲基乙酰胺7.8g，充分混合搅拌，完全溶解后得到均一、透明的纺丝液，通过静电纺丝法制备为pvdf-hfp纳米纤维膜，喷丝距离为20cm，工作电压为14kv，所述纳米纤维膜厚度为30μm；
s2、配制碳纳米管分散液
称取0.1g的碳纳米管并超声分散在100ml的无水乙醇溶液中，经4000rpm离心10min后，取上清液，以无水乙醇稀释至碳纳米管浓度为0.012mg/ml，再次超声均化处理60min，超声功率100w，得到碳纳米管分散液；
其中，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，其直径为150nm，长度6-8μm；所述无水乙醇中含有体积分数0.1％的聚乙二醇；
s3、碳纳米管负载
将所述纳米纤维膜转移到聚砜纳滤膜上，将所述碳纳米管分散液真空抽滤在所述纳米纤维膜之上，抽滤量为4ml/cm2，抽滤完成后，将所述纳米纤维膜连同所述聚砜纳滤膜一起转移至真空干燥装置，60-70℃真空干燥；
s4、改性处理
干燥后，在所述纳米纤维膜负载碳纳米管的一面喷涂一层体积分数为1.3％的十七氟癸基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，喷涂量为0.16ml/cm2，静置1h后在60-70℃真空干燥10-20min；然后再喷涂浓度1.5mg/ml的氯化铁溶液，喷涂量0.08ml/cm2，60-70℃真空干燥后喷涂浓度1.5mg/ml的植酸溶液，喷涂量0.1ml/cm2，静置1h后以去离子水洗涤，60-70℃真空干燥制得所述亲疏水纳滤膜。
以浓度均为1ppm的二甲酚橙、罗丹明、品红、铬黑t、甲基蓝溶液作为模拟待处理水体，所述亲疏水纳滤膜对各模拟待处理水体的截留率分别为93.16％、80.08％、82.13％、78.27％、95.28％，以普通生活污水作为待处理水体，过滤前后doc含量分别为19.73mg/l、3.85mg/l；去除率为80.5％。
实施例2
一种亲疏水纳滤膜组合的高效水处理方法，包括以下步骤：
步骤1、对待处理水体进行前处理，滤除其中的悬浮物，得到第一处理水体；
步骤2、将所述第一处理水体通过亲疏水纳滤膜进行过滤，过滤压力在0.01-1.0mpa，过滤后得到净化水体；
其中，所述亲疏水纳滤膜具有三层结构，依次由基底纳滤膜层、疏水纳米纤维膜层和表面亲水改性层构成，过滤时所述表面亲水改性层与所述第一处理水体直接接触；
所述亲疏水纳滤膜的制备方法为：
s1、制备pvdf-hfp纳米纤维膜
称取偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物5.0g，依次加入丙酮溶液18.4g、二甲基乙酰胺7.8g，充分混合搅拌，完全溶解后得到均一、透明的纺丝液，通过静电纺丝法制备为pvdf-hfp纳米纤维膜，喷丝距离为20cm，工作电压为14kv，所述纳米纤维膜厚度为60μm；
s2、配制碳纳米管分散液
称取0.1g的碳纳米管并超声分散在100ml的无水乙醇溶液中，经4000rpm离心10min后，取上清液，以无水乙醇稀释至碳纳米管浓度为0.012mg/ml，再次超声均化处理60min，超声功率100w，得到碳纳米管分散液；
其中，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，其直径为150nm，长度6-8μm；所述无水乙醇中含有体积分数0.1％的聚乙二醇；
s3、碳纳米管负载
将所述纳米纤维膜转移到聚砜纳滤膜上，将所述碳纳米管分散液真空抽滤在所述纳米纤维膜之上，抽滤量为4ml/cm2，抽滤完成后，将所述纳米纤维膜连同所述聚砜纳滤膜一起转移至真空干燥装置，60-70℃真空干燥；
s4、改性处理
干燥后，在所述纳米纤维膜负载碳纳米管的一面喷涂一层体积分数为1.2％的十七氟癸基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，喷涂量为0.1ml/cm2，静置1h后在60-70℃真空干燥10-20min；然后再喷涂浓度1.5mg/ml的氯化铁溶液，喷涂量0.05ml/cm2，60-70℃真空干燥后喷涂浓度1.5mg/ml的植酸溶液，喷涂量0.1ml/cm2，静置1h后以去离子水洗涤，60-70℃真空干燥制得所述亲疏水纳滤膜。
以浓度均为1ppm的二甲酚橙、罗丹明、品红、铬黑t、甲基蓝溶液作为模拟待处理水体，所述亲疏水纳滤膜对各模拟待处理水体的截留率分别为92.46％、78.24％、81.47％、77.09％、94.02％，以普通生活污水作为待处理水体，过滤前后doc含量分别为19.73mg/l、4.46mg/l；去除率为77.4％。
实施例3
一种亲疏水纳滤膜组合的高效水处理方法，包括以下步骤：
步骤1、对待处理水体进行前处理，滤除其中的悬浮物，得到第一处理水体；
步骤2、将所述第一处理水体通过亲疏水纳滤膜进行过滤，过滤压力在0.01-1.0mpa，过滤后得到净化水体；
其中，所述亲疏水纳滤膜具有三层结构，依次由基底纳滤膜层、疏水纳米纤维膜层和表面亲水改性层构成，过滤时所述表面亲水改性层与所述第一处理水体直接接触；
所述亲疏水纳滤膜的制备方法为：
s1、制备pvdf-hfp纳米纤维膜
称取偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物5.0g，依次加入丙酮溶液18.4g、二甲基乙酰胺7.8g，充分混合搅拌，完全溶解后得到均一、透明的纺丝液，通过静电纺丝法制备为pvdf-hfp纳米纤维膜，喷丝距离为20cm，工作电压为14kv，所述纳米纤维膜厚度为90μm；
s2、配制碳纳米管分散液
称取0.1g的碳纳米管并超声分散在100ml的无水乙醇溶液中，经4000rpm离心10min后，取上清液，以无水乙醇稀释至碳纳米管浓度为0.012mg/ml，再次超声均化处理60min，超声功率100w，得到碳纳米管分散液；
其中，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，其直径为150nm，长度6-8μm；所述无水乙醇中含有体积分数0.1％的聚乙二醇；
s3、碳纳米管负载
将所述纳米纤维膜转移到聚砜纳滤膜上，将所述碳纳米管分散液真空抽滤在所述纳米纤维膜之上，抽滤量为4ml/cm2，抽滤完成后，将所述纳米纤维膜连同所述聚砜纳滤膜一起转移至真空干燥装置，60-70℃真空干燥；
s4、改性处理
干燥后，在所述纳米纤维膜负载碳纳米管的一面喷涂一层体积分数为1.5％的十七氟癸基三乙氧基硅烷的乙醇溶液，喷涂量为0.2ml/cm2，静置1h后在60-70℃真空干燥10-20min；然后再喷涂浓度1.5mg/ml的氯化铁溶液，喷涂量0.1ml/cm2，60-70℃真空干燥后喷涂浓度1.5mg/ml的植酸溶液，喷涂量0.1ml/cm2，静置1h后以去离子水洗涤，60-70℃真空干燥制得所述亲疏水纳滤膜。
以浓度均为1ppm的二甲酚橙、罗丹明、品红、铬黑t、甲基蓝溶液作为模拟待处理水体，所述亲疏水纳滤膜对各模拟待处理水体的截留率分别为92.11％、74.03％、82.12％、77.00％、93.68％，以普通生活污水作为待处理水体，过滤前后doc含量分别为19.73mg/l、4.22mg/l；去除率为78.6％。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。