专利名称：膜生物反应器中膜材料的改性方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理技术领域的方法，具体是一种膜生物反应器中膜 材料的改性方法。
背景技术：
为适应时代发展，提高污水回用率，控制水污染现象，缓解水资源短缺状 况，各种新型高效的水处理技术逐渐发展起来。膜生物反应器(MBR)作为高 级水处理技术的代表技术，是高效污水处理及回用工艺，可以认为是一种非常 有效的解决水资源匮乏的手段。
与传统水处理工艺相比，膜生物反应器水处理技术工艺显示出巨大的优越
性，其优点主要有出水水质好、耐冲击负荷、污泥产生量小、长停留时间有
利于生长缓慢的微生物的培养、保留高分子有机物能促进降解和生物絮凝、工 艺流程短、结构简单紧凑、占地省、自动化程度高、维护简单、节省人力等。 但是，现在之所以膜生物反应器并没有迅速完全地取代传统水处理技术在水处
理工业中的地位，是因为膜生物反应器水处理技术还存在一些问题，诸如膜 污染、微生物的生物活性降低和不可降解性物质积累、氧的传质效率低和剩余 污泥难以处置、化学清洗的废液造成二次污染、能耗和设备费用高。
可以总结得出，目前研究和实践环节中主要存在三大难题保持恒定高通 量；有效的控制膜污染；同时又降低膜生物反应器的造价及运行费用。
而影响膜污染程度和膜过滤出水能力有三个方面-
(1) 膜材料本身的物理化学性质；
(2) 反应器的操作运行条件；
(3) 混合液的物理化学及生物性质。
发明内容
3本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种膜生物反应器中膜材料
的改性方法。利用纳米Ti02的光催化氧化作用及超亲水性质对本发明中膜材料 进行改性，达到减轻膜污染，稳定膜通量，具有出水水质好、耐冲击负荷、污 泥产生量小、长停留时间有利于生长缓慢的微生物的培养、保留高分子有机物 能促进降解和生物絮凝、工艺流程短、结构简单紧凑、占地省、自动化程度高、 维护简单、节省人力等优点。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明一种膜生物反应器中膜材料的 改性方法，具体包括如下步骤-
(1) 取纳米Ti02分散液，并把纳米Ti02分散液灌入喷枪；
(2) 取有机膜材料，用喷枪将纳米Ti02液均匀喷涂于机膜材料外表面；
(3) 用电镜拍摄照片，观察是否喷涂均匀，若涂层有断层现象，则需重新 喷涂纳米Ti02液，直到均匀为止。
步骤(1)中，所述的纳米Ti02，是利用其光催化氧化作用及超亲水性质对
膜材料进行改性。
步骤(2)中，所述的膜材料，为有机孔状膜材料。 所述的有机孔状膜材料，具体为聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜。 本发明通过涂层改变了膜表面的物理化学性质， 一般来说膜表面越光滑，
其亲水性及抗污染性则会越好。TK)2是种便于利用的很好的亲水材料，在膜表
面均匀喷涂后，可以增强膜的亲水性和改善膜的粗糙程度。
进行改性之后的膜材料组装成一体式平板膜生物反应器，这种改性MBR有
效的减轻膜污染程度，同时增大了膜通量。从运行过程中的膜通量和其相应膜
过滤阻力试验中可以看出，无论是清水还是污水，本发明改性的膜生物反应器
的透水性能明显优于非改性MBR。
图1为实施例1中电镜下改性膜的图片。 图2为实施例1中电镜下非改性膜的图片。
具体实施方式
以下对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提 下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
实施例1
由膜生物反应器中膜材料的改性方法，制得改性后的膜材料，具体包括如 下步骤
(1) 取纳米TK)2分散液(市售)，并把纳米Ti02分散液灌入喷枪(市售)；
(2) 用喷枪对聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜进行均匀喷涂纳米Ti02液；
(3) 用电镜拍摄照片，观察是否喷涂均匀，若涂层有断层现象，则需重新 喷涂纳米Ti02液，直到均匀为止。
如图1所示的电镜下改性膜图片，(相关参数0.30UM， 15KV，N0.0101 X10K)，改性后的膜材料应用于膜生物反应器，进行污水处理。整套装置设置为 (1)进水系统
进水由一台潜水泵从多尔沉砂池中直接取水，由一根塑料软管接入反应器 的进水槽中。
(2) MBR系统
反应器为聚合塑料制成，矩形尺寸为430mmX540mmX800mm，有效水 深为600mm，有效容积为139.32L。
反应器内置5只平板，两面各粘贴由350mmX350mm的膜材料，膜的总有 效面积为1.6m2。平板的膜材料表面涂有液体纳米Ti02层。所述的液体纳米Ti 02层，是由喷枪均匀喷涂制得。
反应器外侧边设有进水槽，进水槽设有进水系统，进水槽还设有溢流管； 反应器内下部设有连接空压机的穿孔曝气管；中部安装有安插膜元件的槽，两 片膜中间设有抽吸的出水管，直径为10mm;出水管另一头连接出水系统。
(3)出水系统
出水系统由一密封有机玻璃制成的储水罐组成。此储水罐为圆柱体，高IOO Omm，直径600mm。顶部装有真空表和放气阀门，放气阀门的作用是在放水过 程中，破坏真空使放水过程流畅。上部有一阀门控制的抽气孔，连接一台真空 泵抽吸储水罐中的空气，产生负压使水通过MBR中的膜元件，并进入罐内，当
5到达一定水位时，则需通过下部安装的有阀门的放水孔放水，放水孔由直径15
mm放水管连接至下水道。
运行135d，运行期间均未排泥。不同膜抽吸压力(TMP)和不同曝气强度 下，测其膜通量和膜过滤阻力，改性MBR的膜通量均大于非改性MBR50n/。以 上。而膜过滤阻力小1/2以下。因此可以证明利用改性的膜材料有效的减轻膜污 染和增大膜通量。电镜下非改性膜图片，如图2所示(相关参数0.30UM， 15KV，NO細5 X10K)。
权利要求
1. 一种膜生物反应器中膜材料的改性方法，其特征在于，具体包括如下步骤(1)取纳米TiO2分散液，并把纳米TiO2分散液灌入喷枪；(2)取有机膜材料，用喷枪将纳米TiO2液均匀喷涂于机膜材料外表面；(3)用电镜拍摄照片，观察是否喷涂均匀，若涂层有断层现象，则需重新喷涂纳米TiO2液，直到均匀为止。
2. 如权利要求1所述的一种膜生物反应器中膜材料的改性方法，其特征在 于，步骤(1)中所述的纳米Ti02，是利用其光催化氧化作用及超亲水性质对膜 材料进行改性。
3. 如权利要求1所述的一种膜生物反应器中膜材料的改性方法，其特征在 于，步骤(2)中所述的膜材料，为有机孔状膜材料。
4. 如权利要求1所述的一种膜生物反应器中膜材料的改性方法，其特征在 于，所述的有机孔状膜材料，具体为聚偏氟乙烯微滤膜。
全文摘要
本发明涉及一种污水处理技术领域的膜生物反应器中膜材料的改性方法。本发明具体包括如下步骤(1)取纳米TiO<sub>2</sub>分散液，并把纳米TiO<sub>2</sub>分散液灌入喷枪；(2)用喷枪对有机膜材料进行均匀喷涂纳米TiO<sub>2</sub>液，从而改性有机膜材料；(3)用电镜拍摄照片，观察是否喷涂均匀，若涂层有断层现象，则需重新喷涂纳米TiO<sub>2</sub>液，直到均匀为止。利用纳米TiO<sub>2</sub>的光催化氧化作用及超亲水性质对本发明中膜材料进行改性，达到减轻膜污染。
文档编号C02F3/10GK101468848SQ200710173870
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者杰 张, 李照静, 维 杨, 毛燕芳, 炜 程, 范建伟 申请人:上海同济科蓝环保设备工程有限公司