阅读说明：本技术 一种高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法 (A kind of preparation method of high throughput antipollution special type tubular ultra-filtration membrane ) 是由 钱铖 刘媛媛 曾凡付 许白羽 于 2019-09-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法,具体包括以下步骤：S1、原料的选取和称量,S2、配置铸膜液,S3、卷膜涂覆,S4、膜管的漂洗处理,本发明涉及特种管式超滤膜技术领域。该高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法,此制备方法简单、工业化应用前景大,在传统的印染废水预处理的技术基础上,将此特种管式膜组件应用到印染废水的深度处理系统中,利用特种管式膜的筛分特性,大大缩短了印染废水的预处理时间,同时也显著提高了反渗透系统进水水质,有效的提高了反渗透系统的使用寿命,使用自制管式超滤膜,显著降低废水浊度,有利于后续采用生化法进行处理从而实现达标排放,显著降低了污水处理后期难度。(The invention discloses a kind of preparation methods of high-throughput antipollution special type tubular ultra-filtration membrane, specifically includes the following steps: the selection and weighing of S1, raw material, S2, configuration casting solution, S3, wound membrane coating, the rinsing processing of S4, membrane tube, the present invention relates to extraordinary tubular type ultrafiltration membrane technique fields.The preparation method of the high throughput antipollution special type tubular ultra-filtration membrane, this preparation method is simple, industrial applications prospect is big, in traditional pretreated technical foundation of dyeing waste water, this special type tubular membrane component is applied in the advanced treatment system of dyeing waste water, utilize the screening characteristics of extraordinary tubular membrane, substantially reduce the pretreatment time of dyeing waste water, counter-infiltration system influent quality is also significantly increased simultaneously, effectively raise the service life of counter-infiltration system, use self-control tubular ultra-filtration membrane, significantly reduce turbidity of wastewater, be conducive to subsequent use biochemical method and carry out processing to realize qualified discharge, significantly reduce sewage treatment later period difficulty.)

一种高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法

技术领域

本发明涉及特种管式超滤膜技术领域，具体为一种高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法。

背景技术

我国是纺织印染大国，纺织印染行业是工业废水的排放大户，废水量约占整个工业废水排放量的三分之一，水量大、盐度高、有机物含量高、色度高、碱性强、水质变化大等是印染废水的显著特点，已经成为我国重要的环境污染源及难治理有害废水之一，目前整个纺织行业废水回用率不足10％，是我国现有行业里废水回用率最低的行业之一，水资源匮乏的现状，已经成为制约我国纺织印染行业发展进步的重要限制因素之一，同时，随着新型染料、助剂的不断开发，以及应用处理难度的不断增大，而且随着排放标准的日趋严格，用水费用也在不断的上涨，因此，为了实现印染行业的可持续发展，消除环境污染的潜在危害，印染废水深度处理和回用技术在成为亟待研究和解决的重要问题。

目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位，随着膜产业的发展，膜分离技术成为了印染废水回用最具有可行性的技术之一，目前用于印染废水处理的膜技术主要有反渗透、超滤处理系统，在超滤处理之前印染废水依旧使用的是传统处理工艺，为改善废水水质，去除悬浮物、降低超滤处理系统的负担较重。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法，解决了目前用于印染废水处理的膜技术主要有反渗透、超滤处理系统，在超滤处理之前印染废水依旧使用的是传统处理工艺，去除悬浮物、超滤处理系统的负担较重的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的磺化聚醚醚酮(SPSF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)-400，适量的磺化聚醚醚酮、N,N-二甲基乙酰胺和致孔剂；

S2、配置铸膜液：开启搅拌，然后将水溶液加入搅拌容器中，开启搅拌在低速搅拌下，加入致孔剂PVP和PEG-400，升温至60℃，搅拌速度：150r/min，搅拌持续约30min，确定致孔剂充分溶解后，加入SPEEK树脂粉末，缓慢加大搅拌速度，保证SPEEK树脂粉末不沉降于纺丝釜底部；搅拌在60℃、650r/min条件下持续24h，至铸膜液溶解均匀，关闭温度控制，搅拌速率降至100r/min，直至铸膜液温度降至常温，反应釜接入真空泵，抽真空30min，关闭控压阀，保持反应釜内负压状态，常温静置脱泡，确保铸膜液脱泡完全，在卷膜涂覆前适当排料，至排出料液透明均匀，无气泡即可，同时排出适当的铸膜液于干净烧瓶内，供粘度测试使用；

S3、卷膜涂覆：安装中心杆到管式膜制膜设备中心杆固定架；连接反应釜供料管到中心杆；无纺布固定到布带盘上，依次穿过布带控制杆和布带夹头；将皮带缠绕中心杆与两侧转轴，并将无纺布缠绕在中心杆上；开启管式膜制膜设备电源，进行超声波焊接调试，运行主轴转动，使得无纺布跟随皮带旋转前进；同时开启超声焊接，调整布带角度和皮带松紧，使得焊接接缝呈2±0.5mm宽度，稳定运行5m膜管，确保无走样和虚焊即可开始涂敷；反应釜接空气压缩机，开启供料泵；控制供料泵速度使得出料量可达2±0.3g/min，使得涂敷的焊接管表面均匀的出现铸膜液薄层；

S4、膜管的漂洗处理：剪取适当长度涂敷好的膜管，放入垂直凝胶槽中；将膜管内的纯水进行5-8次置换后，将膜管取出，放入1号漂洗槽中，浸泡；再转入2号漂洗槽，浸泡漂洗，漂洗结束后，将膜管取出，浸泡在一定比例的甘油-水混合溶液中24h；浸泡结束后，取出晾干，既得高通量抗污染特种管式超滤膜，特种管式超滤膜膜管。

优选的，所述高通量抗污染特种管式超滤膜的原料按重量比份包括18-20份磺化聚醚醚酮(SPSF)、70-72份N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、2.5-5份致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和5-7.5份聚乙二醇(PEG)-400，适量的磺化聚醚醚酮、N,N-二甲基乙酰胺和致孔剂。

优选的，所述高通量抗污染特种管式超滤膜的配方A的原料按重量比份包括18份磺化聚醚醚酮(SPSF)、70份N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、2.5份致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和5份聚乙二醇(PEG)-400，适量的磺化聚醚醚酮、N,N-二甲基乙酰胺和致孔剂。

优选的，所述高通量抗污染特种管式超滤膜的配方B的原料按重量比份包括20份磺化聚醚醚酮(SPSF)、72份N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、5份致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和7.5份聚乙二醇(PEG)-400，适量的磺化聚醚醚酮、N,N-二甲基乙酰胺和致孔剂。

优选的，所述步骤S2中反应釜内真空压力为-0.1MPa。

优选的，所述步骤S2中常温静置脱泡时间最短为24h。

优选的，所述步骤S3中反应釜内压力为0.2Mpa。

优选的，所述步骤S4中一号漂洗槽内浸泡时间为6小时，2号漂洗槽内浸泡时间为24h。

(三)有益效果

本发明提供了一种高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法。与现有技术相比，具备以下有益效果：

(1)、该高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法，通过在S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的磺化聚醚醚酮(SPSF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)-400，适量的磺化聚醚醚酮、N,N-二甲基乙酰胺和致孔剂，此制备方法简单、工业化应用前景大，在传统的印染废水预处理的技术基础上，将此特种管式膜组件应用到印染废水的深度处理系统中，利用特种管式膜的筛分特性，大大缩短了印染废水的预处理时间，同时也显著提高了反渗透系统进水水质，有效的提高了反渗透系统的使用寿命。

(2)、该高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法，通过在S2、配置铸膜液：开启搅拌，然后将水溶液加入搅拌容器中，开启搅拌在低速搅拌下，加入致孔剂PVP和PEG-400，升温至60℃，搅拌速度：150r/min，搅拌持续约30min，确定致孔剂充分溶解后，加入SPEEK树脂粉末，缓慢加大搅拌速度，保证SPEEK树脂粉末不沉降于纺丝釜底部；搅拌在60℃、650r/min条件下持续24h，至铸膜液溶解均匀，关闭温度控制，搅拌速率降至100r/min，直至铸膜液温度降至常温，反应釜接入真空泵，抽真空30min，关闭控压阀，保持反应釜内负压状态，常温静置脱泡，确保铸膜液脱泡完全，在卷膜涂覆前适当排料，至排出料液透明均匀，无气泡即可，同时排出适当的铸膜液于干净烧瓶内，供粘度测试使用，使用自制管式超滤膜，特种管式膜能够有效去除印染废水中悬浮物，显著降低废水浊度，有利于后续采用生化法进行处理从而实现达标排放，显著降低了污水处理后期难度。

(3)、该高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法，通过在S4、膜管的漂洗处理：剪取适当长度涂敷好的膜管，放入垂直凝胶槽中；将膜管内的纯水进行5-8次置换后，将膜管取出，放入1号漂洗槽中，浸泡；再转入2号漂洗槽，浸泡漂洗，漂洗结束后，将膜管取出，浸泡在一定比例的甘油-水混合溶液中24h；浸泡结束后，取出晾干，既得高通量抗污染特种管式超滤膜，特种管式超滤膜膜管，聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)经浓硫酸磺化后，可在大分子结构中引入磺酸侧基，得到磺化聚醚醚酮(SPSF)、磺化聚醚砜(SPES)，在这两种磺化聚合物高分子链上的磺酸基具有电荷性，能够产生电荷排斥效应，磺化聚醚醚酮和磺化聚醚砜应用于特种管式膜材料，在应用过程中，可以发挥电荷排斥效应，有效地减少污染物对膜内壁的附着，减缓特种管式膜的污堵从而有效的提高膜管的水通量，及其使用寿命，降低特种管式膜使用成本。

附图说明

图1为本发明制备的流程图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供两种技术方案：一种高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法，具体包括以下步骤：

实施例1

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的18份磺化聚醚醚酮(SPSF)、70份N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、2.5份致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和5份聚乙二醇(PEG)-400，适量的磺化聚醚醚酮、N,N-二甲基乙酰胺和致孔剂；

S2、配置铸膜液：开启搅拌，然后将水溶液加入搅拌容器中，开启搅拌在低速搅拌下，加入致孔剂PVP和PEG-400，升温至60℃，搅拌速度：150r/min，搅拌持续约30min，确定致孔剂充分溶解后，加入SPEEK树脂粉末，缓慢加大搅拌速度，保证SPEEK树脂粉末不沉降于纺丝釜底部；搅拌在60℃、650r/min条件下持续24h，至铸膜液溶解均匀，关闭温度控制，搅拌速率降至100r/min，直至铸膜液温度降至常温，反应釜接入真空泵，抽真空30min，反应釜内真空压力为-0.1MPa，关闭控压阀，保持反应釜内负压状态，常温静置脱泡，中常温静置脱泡时间最短为24h，确保铸膜液脱泡完全，在卷膜涂覆前适当排料，至排出料液透明均匀，无气泡即可，同时排出适当的铸膜液于干净烧瓶内，供粘度测试使用；

S3、卷膜涂覆：安装中心杆到管式膜制膜设备中心杆固定架；连接反应釜供料管到中心轴4；无纺布1固定到布带盘上，依次穿过布带控制杆和布带夹头；将皮带缠绕中心轴4与两侧转轴，并将无纺布1缠绕在中心轴4上；开启管式膜制膜设备电源，进行超声波焊接调试，运行主轴转动，使得无纺布1跟随皮带旋转前进；同时开启超声焊接，调整布带角度和皮带松紧，使得焊接接缝呈2±0.5mm宽度，稳定运行5m膜管，确保无走样和虚焊即可开始涂敷；反应釜接空气压缩机，反应釜内压力为0.2Mpa，开启供料泵；控制供料泵速度使得出料量可达2±0.3g/min，使得涂敷的焊接管表面均匀的出现铸膜液薄层；

S4、膜管的漂洗处理：剪取适当长度涂敷好的膜管，放入垂直凝胶槽中；将膜管内的纯水进行5-8次置换后，将膜管取出，放入1号漂洗槽中，一号漂洗槽内浸泡时间为6小时，浸泡；再转入2号漂洗槽，2号漂洗槽内浸泡时间为24h，浸泡漂洗，漂洗结束后，将膜管取出，浸泡在一定比例的甘油-水混合溶液中24h；浸泡结束后，取出晾干，既得高通量抗污染特种管式超滤膜，特种管式超滤膜膜管。

实施例2

S1、原料的选取和称量：首先通过称量设备分别量取所需重量比份的20份磺化聚醚醚酮(SPSF)、72份N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)、5份致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和7.5份聚乙二醇(PEG)-400，适量的磺化聚醚醚酮、N,N-二甲基乙酰胺和致孔剂；

S2、配置铸膜液：开启搅拌，然后将水溶液加入搅拌容器中，开启搅拌在低速搅拌下，加入致孔剂PVP和PEG-400，升温至60℃，搅拌速度：150r/min，搅拌持续约30min，确定致孔剂充分溶解后，加入SPEEK树脂粉末，缓慢加大搅拌速度，保证SPEEK树脂粉末不沉降于纺丝釜底部；搅拌在60℃、650r/min条件下持续24h，至铸膜液溶解均匀，关闭温度控制，搅拌速率降至100r/min，直至铸膜液温度降至常温，反应釜接入真空泵，抽真空30min，反应釜内真空压力为-0.1MPa，关闭控压阀，保持反应釜内负压状态，常温静置脱泡，中常温静置脱泡时间最短为24h，确保铸膜液脱泡完全，在卷膜涂覆前适当排料，至排出料液透明均匀，无气泡即可，同时排出适当的铸膜液于干净烧瓶内，供粘度测试使用；

S3、卷膜涂覆：安装中心杆到管式膜制膜设备中心杆固定架；连接反应釜供料管到中心杆；无纺布1固定到布带盘上，依次穿过布带控制杆和布带夹头；将皮带缠绕中心杆与两侧转轴，并将无纺布1缠绕在中心杆上；开启管式膜制膜设备电源，进行超声波焊接调试，运行主轴转动，使得无纺布1跟随皮带旋转前进；同时开启超声焊接，调整布带角度和皮带松紧，使得焊接接缝呈2±0.5mm宽度，稳定运行5m膜管，确保无走样和虚焊即可开始涂敷；反应釜接空气压缩机，反应釜内压力为0.2Mpa，开启供料泵；控制供料泵速度使得出料量可达2±0.3g/min，使得涂敷的焊接管表面均匀的出现铸膜液薄层；

S4、膜管的漂洗处理：剪取适当长度涂敷好的膜管，放入垂直凝胶槽中；将膜管内的纯水进行5-8次置换后，将膜管取出，放入1号漂洗槽中，一号漂洗槽内浸泡时间为6小时，浸泡；再转入2号漂洗槽，2号漂洗槽内浸泡时间为24h，浸泡漂洗，漂洗结束后，将膜管取出，浸泡在一定比例的甘油-水混合溶液中24h；浸泡结束后，取出晾干，既得高通量抗污染特种管式超滤膜，特种管式超滤膜膜管。

试验实例

对特种管式超滤膜膜管的表征及高盐高有机废水测试结果如下表1和表2。

表1.特种管式超滤膜膜管性能(测试压力0.1MPa，测试温度25℃，运行时间200h)

表2.特种管式超滤膜膜管性能(测试压力0.1MPa，测试温度25℃，运行时间，200h)

通过上表1和表2数据对比分析，试验实例对高盐高有机废水进行超滤处理，清洗前后在系统平台上筛选出高通量抗污染特种管式超滤膜的配方B配方最佳，釆用不同浓度的过滤方案过滤效果不同，本发明大大缩短了印染废水的预处理时间，同时也显著提高了反渗透系统进水水质，有效的提高了反渗透系统的使用寿命。

由表1可以看出，采用本项目高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法，所制备的特种管式超滤膜具有优异的纯水通量及浊度去除效果，单层无纺布涂覆的膜管的纯水通量在853-907L/㎡/h范围内，双层无纺布涂覆的膜管的纯水通量在742-765L/㎡/h范围内，这两种基材的膜管对于废水的悬浮物去除率均在92％以上，废水浊度去除率均在97％以上。

由表2可以看出，采用本项目高通量抗污染特种管式超滤膜的制备方法，所制备的预处理特种管式超滤膜具有优异的纯水通量及浊度去除效果，单层无纺布涂覆的膜管的纯水通量在747-762L/㎡/h范围内，双层无纺布涂覆的膜管的纯水通量在632-655L/㎡/h范围内，这两种基材的膜管对于废水的浊度去除率均在96％以上，废水浊度去除率均在98％以上。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。