一种应用于工业废水处理中的复合膜制造技术

本发明专利技术提供了一种应用于工业废水处理中的复合膜。复合膜为三层结构，第一层为厚度为30

【技术实现步骤摘要】
一种应用于工业废水处理中的复合膜


[0001]本专利技术涉及水处理的
，具体涉及一种应用于工业废水处理中的复合膜。

技术介绍

[0002]清洁水资源的短缺已成为全球面临的主要挑战之一。世界卫生组织2018年的年度报告显示，全球仍有20亿人在饮用受污染水源，45亿人并无有效的净化系统处理水源。膜分离技术是一种利用分离膜的选择透过性，以压力差、浓度差、电位差、温度差等为推动力，对料液中不同组分进行分离、浓缩和纯化的分离技术。基于膜分离的水处理技术具有处理效率高、占地面积小、易于模块化和自动化控制等优势，已越来越广泛地应用在水处理的各个领域，在应对水资源短缺、保障饮用水安全以及水环境污染治理中均发挥了重要作用。单纯的膜效果有限，通常需要进行改性制备功能膜，而功能膜的制备通常有共混法和自组装法，其中，共混改性是将填料与膜基质共混制备，能够使膜获得填料的功能特性，改善膜效果，但是，填料包埋于膜层中，会面临填料与膜基质相容性差导致填料溢出和膜缺陷、填料易发生团聚等问题。因此，如何改善此缺点，同时进一步提高水处理效果是本专利技术的研究重点。

技术实现思路

[0003]要解决的技术问题：针对上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种应用于工业废水处理中的复合膜，采用的复合膜为三层结构，两层膜中间固定有吸附颗粒，第一层膜为微滤膜，孔径为0.1
‑
10μm，主要去除悬浮大颗粒，中间层吸附颗粒，主要吸附单价盐，第三层为纳滤膜，孔径为1
‑
2nm，主要用于去除小分子有机物和二价盐或多价盐，这种三层结构有效的解决了采用基体膜与颗粒共混的方式会影响基体膜的性质的缺点。
[0004]技术方案：一种应用于工业废水处理中的复合膜，所述复合膜为三层结构，第一层为厚度为30
‑
80μm的空心多孔氧化铁微滤膜，中间层为厚度为30
‑
60μm的吸附颗粒，第三层为厚度为100
‑
500μm的氧化铁纳滤膜。
[0005]进一步的，所述空心多孔氧化铁微滤膜的孔径为0.1
‑
10μm。
[0006]进一步的，所述吸附颗粒为花粉碳微粒，粒径为10
‑
30μm。
[0007]进一步的，所述氧化铁纳滤膜的孔径为1
‑
2nm。
[0008]上述应用于工业废水处理中的复合膜的制备方法，包括以下步骤：（1）取8份水合氯化铁，加入50份无水乙醇，搅拌溶解，加入6份乙酰丙酮，搅拌均匀，然后50℃水浴加热并在搅拌下加入3
‑
5份环氧氯乙烷，保温搅拌4h后加入1
‑
2份纳米碳酸钙颗粒，搅拌均匀，得到壳层溶胶纺丝液；（2）取聚乙烯醇粉末和水混合，加热搅拌溶解，获得聚乙烯醇含量为8
‑
10wt.%的芯层纺丝液；（3）采用同轴静电纺丝法获得第一层静电纺丝膜；（4）在第一层静电纺丝膜上均匀的铺一层花粉，获得中间花粉层；（5）取8份水合氯化铁，加入50份无水乙醇，搅拌溶解，加入6份乙酰丙酮，搅拌均
匀，然后50℃水浴加热并在搅拌下加入3
‑
5份环氧氯乙烷，保温搅拌5h后得到溶胶纺丝液；（6）将溶胶纺丝液装入静电纺丝装置中，采用静电纺丝法在花粉层上继续接收第三层静电纺丝膜；（7）置于高温烧结炉中，在温度为700
‑
1000℃下煅烧时间为5
‑
8h，用稀盐酸洗涤后用水进行洗涤；（8）置于60℃在干燥箱中干燥即得。
[0009]进一步的，步骤（3）中同轴静电纺丝条件为：选择两个注射器放置在两个推进装置上并用聚四氟乙烯管连接到同轴针上，外针内径为0.86 mm，外径为1.26 mm，内针内径为0.33 mm，外径为0.63mm，电压为15
‑
20 kV，壳层溶胶纺丝液流速为1.0 mL/h，芯层纺丝液流速为0.15
‑
0.25 mL/h，针尖和收集器之间的距离固定为15 cm，静电纺丝温度为25℃，相对湿度为50%。
[0010]进一步的，步骤（4）中花粉包括玉米花粉、茶花粉、荞麦花粉、油菜花粉和蒲公英花粉。
[0011]进一步的，步骤（6）中静电纺丝条件为：针头内径规格为0.16 mm，电压为15
‑
20 kV，溶胶纺丝液流速为1.0
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1.5mL/h，环境温度为25℃，湿度为50%，与接收板距离为17 cm。
[0012]有益效果：1、本专利技术中采用的复合膜为三层结构，两层膜中间固定有吸附颗粒，第一层膜为微滤膜，孔径为0.1
‑
10μm，主要去除悬浮大颗粒，中间层吸附颗粒，主要吸附单价盐，第三层为纳滤膜，孔径为1
‑
2nm，主要用于去除小分子有机物和二价盐或多价盐，这种三层结构有效的解决了采用基体膜与颗粒共混的方式会影响基体膜的性质的缺点。
[0013]2、本专利技术中微滤膜为空心多孔氧化铁微滤膜，通过同轴静电纺丝形成双层结构，再烧结形成氧化铁中空结构，经稀盐酸将碳酸钙洗涤后形成纳米多孔，大大提高比表面积，使其在具有过滤作用的效果下同时具有很好的吸附金属离子的效果。
[0014]3、本专利技术中吸附颗粒为花粉碳微粒，花粉为天然的多孔材料，比表面积大，同时碳也具有很好的吸附作用，但是如果采用共混的方式加入膜中，一方面会减少接触面积，另一方面会影响膜基体的机械性能和活性，同时也会出现团聚的现象，因此本专利技术材料均匀固定于两层膜之间。
[0015]4、本专利技术中纳滤膜为氧化铁纳滤膜，除了具有膜本身纳滤的效果，还能进一步的起到吸附的作用。
[0016]5、本专利技术中微滤膜和纳滤膜的材质均为氧化铁，除了具有吸附效果外，其能承受的压力更强，可重复使用，使用寿命也是常规微滤膜和纳滤膜的几十倍，膜的孔径和厚度都可控，虽然制备工艺较常规膜复杂一些，但是综合比较下，效果优异很多，最终成本也比常规膜低。
具体实施方式
[0017]本专利技术提出了一种应用于工业废水处理中的复合膜，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下将配合实施例来对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0018]实施例1
采用不同份数的纳米碳酸钙，具体如下：一种应用于工业废水处理中的复合膜的制备方法，包括以下步骤：（1）取8份水合氯化铁，加入50份无水乙醇，搅拌溶解，加入6份乙酰丙酮，搅拌均匀，然后50℃水浴加热并在搅拌下加入4份环氧氯乙烷，保温搅拌4h后分别加入1份、1.5份和2份纳米碳酸钙颗粒，搅拌均匀，得到壳层溶胶纺丝液；（2）取聚乙烯醇粉末和水混合，加热搅拌溶解，获得聚乙烯醇含量为9wt.%的芯层纺丝液；（3）采用同轴静电纺丝法获得第一层静电纺丝膜，同轴静电纺丝条件为：选择两个注射器放置在两个推进装置上并用聚四氟乙烯管连接到同轴针上，外针内径为0.86 mm，外径为1.26 mm，内针内径为0.33 mm，外径为0.63m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于工业废水处理中的复合膜，其特征在于，所述复合膜为三层结构，第一层为厚度为30
‑
80μm的空心多孔氧化铁微滤膜，中间层为厚度为30
‑
60μm的吸附颗粒，第三层为厚度为100
‑
500μm的氧化铁纳滤膜。2.根据权利要求1所述的一种应用于工业废水处理中的复合膜，其特征在于，所述空心多孔氧化铁微滤膜的孔径为0.1
‑
10μm。3.根据权利要求1所述的一种应用于工业废水处理中的复合膜，其特征在于，所述吸附颗粒为花粉碳微粒，粒径为10
‑
30μm。4.根据权利要求1所述的一种应用于工业废水处理中的复合膜，其特征在于，所述氧化铁纳滤膜的孔径为1
‑
2nm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种应用于工业废水处理中的复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取8份水合氯化铁，加入50份无水乙醇，搅拌溶解，加入6份乙酰丙酮，搅拌均匀，然后50℃水浴加热并在搅拌下加入3
‑
5份环氧氯乙烷，保温搅拌4h后加入1
‑
2份纳米碳酸钙颗粒，搅拌均匀，得到壳层溶胶纺丝液；取聚乙烯醇粉末和水混合，加热搅拌溶解，获得聚乙烯醇含量为8
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10wt.%的芯层纺丝液；采用同轴静电纺丝法获得第一层静电纺丝膜；在第一层静电纺丝膜上均匀的铺一层花粉，获得中间花粉层；取8份水合氯化铁，加入50份无水乙醇，搅拌溶解，加入6份乙酰丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁家成，王子霞，杨海周，徐云龙，
申请(专利权)人：苏州中晟环境修复有限公司，
类型：发明
国别省市：