一种抗污染复合过滤膜的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种抗污染复合过滤膜的制备方法，属于膜制备技术领域。本发明针对目前为减少膜污染所采取的方法工艺复杂，表面涂覆易脱落，难以得到均匀的改性膜，同时采油污水处理的过滤膜制备工艺复杂，因此成本相对较高，且不易再生的问题，本发明通过膨胀石墨高温活化，再将其与脂肪酸聚氧乙烯酯混合进行表面改性，改善膜的亲水性，随后通过与聚乙二醇、大豆分离蛋白及羧乙基纤维素钠混合，在二氧化钛催化下，以阿魏酸为交联剂，在筛选菌种的作用下，进行内部结构改性，同时包裹酶分解污染物，增加抗污染性，最后通过电子改性增加过滤膜的机械强度，从而制备得结构均匀，不易脱落，机械强度高的抗污染复合过滤膜。
【专利说明】
一种抗污染复合过滤膜的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种抗污染复合过滤膜的制备方法，属于膜制备技术领域。
【背景技术】
[0002]膜技术由于其高效、能耗低和投资成本小等优点，在水处理中得到了广泛应用。但是，由浓差极化和膜孔堵塞所造成的膜污染，导致膜设备可靠性降低，大大限制了其发展。减轻膜污染的一个有效方法是改善膜的亲水性，目前主要有共混改性、表面涂覆和表面接枝改性等。一些亲水性高分子通过静电纺丝得到纳米纤维被沉积在基体膜表面，制备的复合膜具较好的亲水性和抗污染能力。但是共混改性工艺复杂，表面涂覆易脱落，表面接枝难以得到均匀的改性膜，静电纺丝制备效率低，且亲水层机械强度差。
[0003]采油污水是石油工业中产量最大的污水，约占污水总量的90%以上，其中一部分回收循环再利用，另一部分必须处理后才能再利用。处理采油污水的方法很多，其中采用过滤膜处理采油污水是一种重要的处理手段。主要研究的处理膜包括陶瓷膜、有机膜等，这些膜的制备工艺复杂，因此成本相对较高；另外这些膜处理采油污水后一般必须进行再生处理，否则废弃的膜材料会造成二次污染。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前为减少膜污染所采取的方法工艺复杂，表面涂覆易脱落，难以得到均匀的改性膜，同时采油污水处理的过滤膜制备工艺复杂，因此成本相对较高，且不易再生的问题，本发明通过膨胀石墨高温活化，再将其与脂肪酸聚氧乙烯酯混合进行表面改性，改善膜的亲水性，随后通过与聚乙二醇、大豆分离蛋白及羧乙基纤维素钠混合，在二氧化钛催化下，以阿魏酸为交联剂，在筛选菌种的作用下，进行内部结构改性，同时包裹酶分解污染物，增加抗污染性，最后通过电子改性增加过滤膜的机械强度，从而制备得结构均匀，不易脱落，机械强度高的抗污染复合过滤膜。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)取膨胀石墨放入马弗炉中，使用氮气将马弗炉中的空气排出，在200?300°C下煅烧30?40min，按固液比1:3，取煅烧后膨胀石墨和质量分数为20 %的盐酸溶液放入蒸汽反应釜，设定温度为60?70°C，静置10?15min后，再向反应釜中加入煅烧后膨胀石墨质量I?3%的脂肪酸聚氧乙稀酯，以150r/min搅拌I?3h;
(2)在上述搅拌结束后进行出料，并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性，按重量份数计，取20?25份聚乙二醇、40?45份海藻酸钠、15?18份冲洗后滤渣、5?8份大豆分离蛋白、1.0?1.5份二氧化钛及4?6份羧乙基纤维素钠，搅拌均匀，得铸膜基液，备用；
(3 )按重量份数计，取45?50份蛋白胨、25?32份琼脂、18?22份酵母浸膏、5?6份异亮氨酸及6?8份原油，搅拌均匀并进行杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量10?15%，将嗜油菌接种至筛选培养基中，并置于恒温箱中，在25?28°C下培养I?2天，再将培养基移至γ射线下照射10?15min; (4)在上述照射结束后，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，按质量比3:1，取步骤(2)所得的铸膜基液和淋洗液放入搅拌机中，以300r/min搅拌4?6min，随后将混合物与其质量0.6?0.9%的阿魏酸混合均匀，静置7?9h后倒入有机玻璃内，在50?60°C下干燥3?5h;
(5)上述干燥完成后进行揭膜，使用电压为40?50V的电源对所揭的膜进行通电10?15min，随后在紫外线下照射20?25min，即可得到抗污染复合过滤膜。
[0006]本发明的应用方法:将115?120mg/L的采油污水通过本发明所得抗污染复合过滤膜，渗透量为17.2?17.8L/(m2.h)，检测过滤后的污水得含油量为1.23?2.65mg/L，孔隙率为95.6?96.8%,过滤膜的密度为0.045?0.062g/cm3，将使用后的过滤膜放入30?35 °C的水中浸泡3?4h，取出风干即可再次使用。
[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明所制得的抗污染复合过滤膜孔隙率达98.2?99.1%,除油能力高于26L/g;
(2)本发明所制得的抗污染复合过滤膜结构均匀，不易脱落，机械强度高，制作简单。
【具体实施方式】
[0008]取膨胀石墨放入马弗炉中，使用氮气将马弗炉中的空气排出，在200?300°C下煅烧30?40min，按固液比1:3，取煅烧后膨胀石墨和质量分数为20 %的盐酸溶液放入蒸汽反应釜，设定温度为60?70°C，静置10?15min后，再向反应釜中加入煅烧后膨胀石墨质量I?3%的脂肪酸聚氧乙稀酯，以150r/min搅拌I?3h;
在上述搅拌结束后进行出料，并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性，按重量份数计，取20?25份聚乙二醇、40?45份海藻酸钠、15?18份冲洗后滤渣、5?8份大豆分离蛋白、1.0?1.5份二氧化钛及4?6份羧乙基纤维素钠，搅拌均匀，得铸膜基液，备用;按重量份数计，取45?50份蛋白胨、25?32份琼脂、18?22份酵母浸膏、5?6份异亮氨酸及6?8份原油，搅拌均匀并进行杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量10?15%，将嗜油菌接种至筛选培养基中，并置于恒温箱中，在25?28°C下培养I?2天，再将培养基移至γ射线下照射10?15min;在上述照射结束后，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，按质量比3:1，取所得的铸膜基液和淋洗液放入搅拌机中，以300r/min搅拌4?6min，随后将混合物与其质量0.6?0.9%的阿魏酸混合均匀，静置7?9h后倒入有机玻璃内，在50?60°C下干燥3?5h;上述干燥完成后进行揭膜，使用电压为40?50V的电源对所揭的膜进行通电10?15min，随后在紫外线下照射20?25min，即可得到抗污染复合过滤膜。
[0009]实例I
取膨胀石墨放入马弗炉中，使用氮气将马弗炉中的空气排出，在2000C下煅烧30min，按固液比1:3，取煅烧后膨胀石墨和质量分数为20 %的盐酸溶液放入蒸汽反应釜，设定温度为60°C，静置1min后，再向反应釜中加入煅烧后膨胀石墨质量1%的脂肪酸聚氧乙烯酯，以150r/min搅拌Ih;在上述搅拌结束后进行出料，并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性，按重量份数计，取20份聚乙二醇、45份海藻酸钠、18份冲洗后滤渣、8份大豆分离蛋白、1.5份二氧化钛及6份羧乙基纤维素钠，搅拌均匀，得铸膜基液，备用；按重量份数计，取45份蛋白胨、32份琼脂、22份酵母浸膏、6份异亮氨酸及8份原油，搅拌均匀并进行杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量10%，将嗜油菌接种至筛选培养基中，并置于恒温箱中，在25°C下培养I天，再将培养基移至γ射线下照射1min;在上述照射结束后，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，按质量比3:1，取所得的铸膜基液和淋洗液放入搅拌机中，以300r/min搅拌4min，随后将混合物与其质量0.6%的阿魏酸混合均匀，静置7h后倒入有机玻璃内，在500C下干燥3h;上述干燥完成后进行揭膜，使用电压为40V的电源对所揭的膜进行通电lOmin，随后在紫外线下照射20min，即可得到抗污染复合过滤膜。
[0010]将115mg/L的采油污水通过本发明所得抗污染复合过滤膜，渗透量为17.2
L/(m2.h),检测过滤后的污水得含油量为1.23mg/L，孔隙率为95.6%,过滤膜的密度为0.045g/cm3，将使用后的过滤膜放入30 °C的水中浸泡3h，取出风干即可再次使用。
[0011]实例2
取膨胀石墨放入马弗炉中，使用氮气将马弗炉中的空气排出，在300°C下煅烧40min，按固液比1:3，取煅烧后膨胀石墨和质量分数为20 %的盐酸溶液放入蒸汽反应釜，设定温度为70°C，静置15min后，再向反应釜中加入煅烧后膨胀石墨质量3%的脂肪酸聚氧乙烯酯，以150r/min搅拌3h;在上述搅拌结束后进行出料，并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性，按重量份数计，取25份聚乙二醇、40份海藻酸钠、15份冲洗后滤渣、5份大豆分离蛋白、1.0份二氧化钛及4份羧乙基纤维素钠，搅拌均匀，得铸膜基液，备用；按重量份数计，取50份蛋白胨、25份琼脂、18份酵母浸膏、5份异亮氨酸及6份原油，搅拌均匀并进行杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量15%，将嗜油菌接种至筛选培养基中，并置于恒温箱中，在28°C下培养2天，再将培养基移至γ射线下照射15min;在上述照射结束后，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，按质量比3:1，取所得的铸膜基液和淋洗液放入搅拌机中，以300r/min搅拌6min，随后将混合物与其质量0.9%的阿魏酸混合均匀，静置9h后倒入有机玻璃内，在600C下干燥5h;上述干燥完成后进行揭膜，使用电压为50V的电源对所揭的膜进行通电15min，随后在紫外线下照射25min，即可得到抗污染复合过滤膜。
[0012]将120mg/L的采油污水通过本发明所得抗污染复合过滤膜，渗透量为17.8
L/Cm2.h)，检测过滤后的污水得含油量为2.65mg/L，孔隙率为96.8%，过滤膜的密度为0.062g/cm3，将使用后的过滤膜放入35 °C的水中浸泡4h，取出风干即可再次使用。
[0013]实例3
取膨胀石墨放入马弗炉中，使用氮气将马弗炉中的空气排出，在2500C下煅烧35min，按固液比1:3，取煅烧后膨胀石墨和质量分数为20 %的盐酸溶液放入蒸汽反应釜，设定温度为65°C，静置12min后，再向反应釜中加入煅烧后膨胀石墨质量2%的脂肪酸聚氧乙烯酯，以150r/min搅拌2h;在上述搅拌结束后进行出料，并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性，按重量份数计，取22份聚乙二醇、42份海藻酸钠、17份冲洗后滤渣、7份大豆分离蛋白、1.4份二氧化钛及5份羧乙基纤维素钠，搅拌均匀，得铸膜基液，备用；按重量份数计，取48份蛋白胨、28份琼脂、20份酵母浸膏、5份异亮氨酸及7份原油，搅拌均匀并进行杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量12%，将嗜油菌接种至筛选培养基中，并置于恒温箱中，在27°C下培养I天，再将培养基移至γ射线下照射12min;在上述照射结束后，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，按质量比3:1，取所得的铸膜基液和淋洗液放入搅拌机中，以300r/min搅拌5min，随后将混合物与其质量0.7%的阿魏酸混合均匀，静置Sh后倒入有机玻璃内，在550C下干燥4h;上述干燥完成后进行揭膜，使用电压为45V的电源对所揭的膜进行通电12min，随后在紫外线下照射23min，即可得到抗污染复合过滤膜。
[0014]将118mg/L的采油污水通过本发明所得抗污染复合过滤膜，渗透量为17.2?17.8L/(m2.h)，检测过滤后的污水得含油量为2.45mg/L，孔隙率为96.3%，过滤膜的密度为0.058g/cm3，将使用后的过滤膜放入3 2 °C的水中浸泡3.5h，取出风干即可再次使用。
【主权项】
1.一种抗污染复合过滤膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)取膨胀石墨放入马弗炉中，使用氮气将马弗炉中的空气排出，在200?300°C下煅烧30?40min，按固液比1:3，取煅烧后膨胀石墨和质量分数为20 %的盐酸溶液放入蒸汽反应釜，设定温度为60?70°C，静置10?15min后，再向反应釜中加入煅烧后膨胀石墨质量I?3%的脂肪酸聚氧乙稀酯，以150r/min搅拌I?3h; (2)在上述搅拌结束后进行出料，并过滤，使用蒸馏水冲洗滤渣直至冲洗液pH至中性，按重量份数计，取20?25份聚乙二醇、40?45份海藻酸钠、15?18份冲洗后滤渣、5?8份大豆分离蛋白、1.0?1.5份二氧化钛及4?6份羧乙基纤维素钠，搅拌均匀，得铸膜基液，备用； (3)按重量份数计，取45?50份蛋白胨、25?32份琼脂、18?22份酵母浸膏、5?6份异亮氨酸及6?8份原油，搅拌均匀并进行杀菌消毒，得筛选培养基，按接种量10?15%，将嗜油菌接种至筛选培养基中，并置于恒温箱中，在25?28°C下培养I?2天，再将培养基移至γ射线下照射10?15min; (4)在上述照射结束后，使用无菌水淋洗筛选培养基表面直至其表面无菌丝，收集淋洗液，按质量比3:1，取步骤(2)所得的铸膜基液和淋洗液放入搅拌机中，以300r/min搅拌4?6min，随后将混合物与其质量0.6?0.9%的阿魏酸混合均匀，静置7?9h后倒入有机玻璃内，在50?60°C下干燥3?5h; (5)上述干燥完成后进行揭膜，使用电压为40?50V的电源对所揭的膜进行通电10?15min，随后在紫外线下照射20?25min，即可得到抗污染复合过滤膜。
【文档编号】B01D69/12GK106000135SQ201610469765
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月26日
【发明人】仇颖莹, 宋奇
【申请人】仇颖莹