The invention provides a super hydrophilic biocompatible carbon fiber and a sludge free MBR sewage treatment system. The carbon fiber includes a carbon fiber precursor and a hydrophilic polymer layer growing on the surface of the carbon fiber precursor. The sludge free MBR sewage treatment system includes a biochemical system and a membrane filtration system connected with it; the biochemical system includes an anaerobic area and an aerobic area, in which super hydrophilic and biocompatible carbon fibers are hung respectively; the membrane filtration system includes a membrane component and a membrane pool; at least one group of membrane components is arranged, which are placed in the same membrane pool, or in multiple membrane pools. The application of super hydrophilic and biocompatible carbon fiber in sludge free MBR wastewater treatment system not only improves the biodegradation ability and degradation efficiency of organic pollutants in wastewater, but also effectively solves the secondary pollution problem caused by a large number of sludge wastes during the operation of MBR system, greatly widens the role of MBR system in wastewater treatment, and has a good market application prospect \u3002
【技术实现步骤摘要】
一种超亲水生物相容碳纤维及无污泥MBR污水处理系统
本专利技术属于污水处理领域,尤其涉及一种超亲水生物相容碳纤维及其改性方法,以及其在无污泥MBR污水处理系统中的应用方法。
技术介绍
膜分离技术已发展为水处理技术的核心关键。尤其膜生物反应器(MBR)的推广应用,为污水处理技术的推进作出了巨大的贡献。MBR运行的先决条件是实现活性污泥的培养,同时在运行过程中,需要频繁的投入大量药剂和各类添加剂。调查研究发现,MBR系统产生的大量污泥,其主要成分是细菌细胞质,有机物浓度高,正引起日益严重的环境二次污染,已成为亟待解决的环境问题。只有从源头控制,最大程度的减少污泥产生量,才能突破MBR技术的瓶颈。在MBR工艺优化研究中,研究人员发现在MBR系统的生化段加入填料可有效降低污泥的产生。尤其是活性炭材料,具有比表面积大、吸附能力强等特点,有望成为MBR系统中生物的良好生长载体。而其中又以碳纤维作为第三代活性炭材料,比一般活性炭材料具有更加丰富和发达的孔隙结构,具有更高的吸附容量和更快的吸脱附速度。中国专利(201110254266.5)通过将碳纤维固定在反应器中与活性污泥共同作用,使处理效率提高20%-25%,降低运行费用10%-15%;中国专利(201310598558.X)在厌氧区悬挂碳纤维,将MBR和生物载体装置合理结合,设计了一体化MBR膜生物反应器,有效降低了设备占地面积和运行成本。然而,目前市场供应的碳纤维,都是通过高温烧制后得到,其表面大多表现为疏水性或差的亲水性。在生物培养过程中,往往存在微生物挂膜效率低 ...
【技术保护点】
1.一种超亲水生物相容碳纤维,其特征在于,所述碳纤维包括碳纤维原丝及生长分布于碳纤维原丝表面的亲水性聚合物层;所述亲水性聚合物层所使用的材料具有生物相容性。/n
【技术特征摘要】
1.一种超亲水生物相容碳纤维,其特征在于,所述碳纤维包括碳纤维原丝及生长分布于碳纤维原丝表面的亲水性聚合物层;所述亲水性聚合物层所使用的材料具有生物相容性。
2.如权利要求1所述的超亲水生物相容碳纤维,其特征在于,所述亲水性聚合物层的主体材质是聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮;所述亲水性聚合物层厚度不大于10纳米;所述亲水性聚合物层占超亲水生物相容碳纤维的质量比不大于2%。
3.制备权利要求1-2任一项所述的一种超亲水生物相容碳纤维的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)配置亲水性聚合物溶液;
所述亲水性聚合物溶液为质量比0.5-5%的聚乙烯醇水溶液或质量比0.2-2%的接枝有硅烷偶联剂的聚乙烯吡咯烷酮的有机溶剂/水的混合溶液;
所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯、二甲亚砜、甲基吡咯烷酮、乙醇的一种或多种的混合物;所述有机溶剂与水的体积比为8:2-3:7;
(2)将碳纤维原丝用乙醇浸泡润湿后,浸渍于步骤(1)配置的亲水性聚合物溶液中10分钟-1小时;
(3)将碳纤维取出后转移...
【专利技术属性】
技术研发人员:熊竹,贺永,
申请(专利权)人:苏州永沁泉智能设备有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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