专利名称：：一种评价改性滤膜抗污染能力的方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明属于膜
技术领域：
，涉及一种评价改性滤膜抗污染能力的方法和装置。可用于膜生物反应器(MBR)工艺中专用超滤、微滤膜的评价。
背景技术：
：近年来，膜分离技术被广泛应用于电子工业、食品工业、水处理、生化、医药卫生事业、化工等领域，滤膜抗污染性能的评价和研发抗污染滤膜的成为膜技术可持续发展的关键。膜生物反应器，MBR(MembraneBioreactor)用膜组件替代传统的二沉池，是集生物处理和膜分离于一体的新型高效生物处理技术。它具有许多其它生物处理工艺无法比拟的明显优势(l)结构紧凑，占地面积小；(2)处理效率高，出水水质好，从根本上解决了污泥膨胀问题;(3)容积负荷高，抗负荷冲击能力强;(4)产生剩余污泥量少，减少了污泥处理的工作量和费用;(5)MBR处理系统设备化、自动化程度高。因此，MBR已经成为了当前倍受关注的一项重要的水处理技术。在膜一生物反应器技术中，研究与开发通量大、耐污染、低成本的微滤与超滤膜材料与组件已成为MBR规模化应用的关键。目前，美国、加拿大、法国、日本等国家已成功把聚乙烯(PE)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)等材料制备的微滤(MF)或超滤(UF)膜应用到MBR中。目前，抗污染滤膜的研发和筛选成为膜生物反应器研究的重点。膜生物反应器用的滤膜通常要求亲水性能好，通量大、孔径适宜，但上述性能均为单一指标，不能全面反映膜的抗污染状况。传统的滤膜筛选方法需要将膜片放入污泥中，经过长期的考察比较筛选出抗污染的膜材料，这种方法费时费力，且受到曝气条件不断变化的限制。或通过测定临界通量，测定压力随着时间变化，根据压力发生突变时对应的流量值确定临界通量，通过比较临界通量的大小对膜材料的抗污染能力进行筛选。这种方法也存在曝气和污泥条件不能稳定控制的问题。
发明内容本发明的目的之一是解决上述问题，提供一种步骤简便、易操作、能应用于膜生物反应器中滤膜的评价和筛选方法。为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案一种评价改性滤膜抗污染能力的装置，它包括空气压縮机或氮气钢瓶、膜盒压力表、缓冲稳压容器、超滤反应杯、磁力搅拌器和分析天平，其中，所述超滤反应杯置于磁力搅拌器上，与缓冲稳压容器连接，所述缓冲稳压容器用空气压縮机或氮气钢瓶保持系统恒压，膜片置于超滤反应杯的底部，膜片上方有磁力搅拌棒随磁力搅拌，超滤反应杯的出水与分析天平连接。一种评价滤膜抗污染能力的方法，应用于膜生物反应器的滤膜的方法，包括下列步骤-步骤一，使用上述的评价滤膜抗污染能力的装置，将超滤反应杯置于磁力搅拌器上，与缓冲稳压容器连接，稳压容器用氮气钢瓶或空气压缩机保持系统恒压，膜片上方有磁力搅拌棒随磁力搅拌，反应杯的出水与分析天平连接；步骤二，将膜片置于超滤反应杯的底部，再将蒸馏水倒入超滤反应杯中，恒定转速，保持系统密封，恒定压力，过滤115分钟，测滤膜的流量；步骤三，由上述步骤二可知清洁滤膜的膜阻力Rm;步骤四，将浓度为(015000mg/L)的污泥倒入超滤反应杯中，恒定转速，保持系统密封，恒定压力，过滤30分钟90分钟，测滤膜在污泥中的通量；步骤五，由上述步骤四可知滤膜的膜阻力Rt;步骤六，将上述步骤四中的滤膜用超声清洗去除表面的滤饼层，重复步骤二和步骤三；步骤七，上述步骤二、步骤三、步骤四、步骤五为一个循环，重复所述循环1530次，由孔堵塞的计算，可用于评价膜在污泥中的抗污染能力。本发明评价膜抗污染能力的方法操作简便，耗时周期较短。图1为本发明评价滤膜抗污染能力的装置框图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明创造作进一步详细说明。一种评价应用于膜生物反应器的滤膜的方法，包括下列步骤-①将N2钢瓶1、、缓冲稳压容器2、超滤反应杯3、磁力搅拌器4和分析天平5按下面方式连接，如图l所示其中，超滤反应杯3置于磁力搅拌器4上，与缓冲稳压容器2连接，缓冲稳压容器2用氮气钢瓶1或空气压縮机保持系统恒压，超滤或微滤膜片6置于超滤反应杯3的底部，膜片6上方有磁力搅拌棒7随磁力搅拌。超滤反应杯3的出水与分析天平5连接。氮气钢瓶l上安装有压力表ll，缓冲稳压容器2上安装有膜盒压力表21。②将膜片置于超滤反应杯的底部，再将蒸馏水倒入超滤杯中，恒定转速，保持系统密封，恒定压力，过滤115分钟，测滤膜的流量。◎由上述步骤②可知清洁滤膜的膜阻力Rm。将浓度为(015000mg/L)的污泥倒入超滤反应杯中，恒定转速，保持系统密封，恒定压力，过滤30分钟90分钟，测滤膜在污泥中的通量。⑤由上述步骤④可知滤膜的膜阻力Rt。⑥将上述步骤④中的滤膜用超声清洗去除表面的滤饼层，重复步骤②③。⑦上述步骤②③④⑤为一个循环。⑧重复上述循环15~30次，由孔堵塞的计算，可用于评价膜在污泥中的抗污染能力。实施例一-将制得的基膜01在上述装置中测清水通量，得到清水通量为175L/m2h14Kpa，按上述步骤循环20次后，滤膜用超声清洗去除表面的滤饼层，重新测量，得到清水通量为72L/m2h14kPa。表一膜01的污染特性<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从表一、二可知，膜01在20循环后孔堵塞阻力上升到4.24X10膜02在20循环后孔堵塞胆力上升到1.36X1011。所以，通过这个方法可以判定膜的抗污染能力。膜02的抗污染性能有较大的提高。这个方法简便，耗时周期较短。实施例二将制得的抗污染膜03在上述装置中测清水通量，得到清水通量为61.6L/m2h14Kpa，按上述步骤循环20次后，滤膜用超声清洗去除表面的滤饼层，重新测量，得到清水通量为47.6L/m2h14kPa。表三膜03的污染特性<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从表三可知，膜03在20循环后孔堵塞阻力上升到1.96X1011，膜02在20循环后孔堵塞阻力上升到1.36X1011。所以，通过这个方法可以判定改性膜的抗污染能力。膜02的抗污染能力优于03。本发明评价改性膜抗污染能力的方法操作简便，耗时周期较短。虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。权利要求1、一种评价改性滤膜抗污染能力的装置，它包括空气压缩机或氮气钢瓶、膜盒压力表、缓冲稳压容器、反应杯、搅拌器和分析天平，其特征在于所述反应杯置于搅拌器上，与缓冲稳压容器连接，所述缓冲稳压容器用空气压缩机或氮气钢瓶保持系统恒压，膜片置于反应杯的底部，膜片上方有磁力搅拌棒随磁力搅拌，反应杯的出水与分析天平连接。2、根据权利要求1所述的评价改性滤膜抗污染能力的装置，其特征在于所述反应杯是一种超滤反应杯，所述搅拌器是一种磁力搅拌器。3、一种评价改性滤膜抗污染能力的方法，包括下列步骤步骤一，使用权利要求1所述的评价滤膜抗污染能力的装置，将超滤反应杯置于磁力搅拌器上，与缓冲稳压容器连接，稳压容器用氮气钢瓶或空气压縮机保持系统恒压，膜片上方有磁力搅拌棒随磁力搅拌，反应杯的出水与分析天平连接；步骤二，将膜片置于超滤反应杯的底部，再将蒸馏水倒入超滤反应杯中，恒定转速，保持系统密封，恒定压力，过滤115分钟，测滤膜的流量；步骤三，由上述步骤二可知清洁滤膜的膜阻力Rm;步骤四，将浓度为(015000mg/L)的污泥倒入超滤反应杯中，恒定转速，保持系统密封，恒定压力，过滤30分钟90分钟，测滤膜在污泥中的通量；步骤五，由上述步骤四可知滤膜的膜阻力Rt;步骤六，将上述步骤四中的滤膜用超声清洗去除表面的滤饼层，重复步骤二和步骤三；步骤七，上述步骤二、步骤三、步骤四、步骤五为一个循环，重复所述循环1530次，由孔堵塞阻力Rp的计算，可用于评价膜在污泥中的抗污染能力。全文摘要本发明公开了一种用于评价膜生物反应器改性滤膜抗污染能力的方法和装置。本发明的方法是使用空气压缩机(N<sub>2</sub>钢瓶)、分析天平、超滤反应杯、缓冲稳压容器通过测定水通量方法测定初始膜阻力，并在污泥中测定流量的方法测定膜污染阻力，循环多次，可以得到膜的抗污染能力。文档编号G01N15/08GK101650293SQ20091003498公开日2010年2月17日申请日期2009年9月17日优先权日2009年9月17日发明者鹏侯,华耀祖,宋永辉,帖靖玺,朱兆坚,江和龙,沈加正,勇王,露陈,合黄申请人:南京大学