專利名稱：砂基過濾膜板和砂基過濾元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種砂基過濾膜板和包括該過濾膜板的砂基過濾元件。
背景技術(shù)：
膜生物反應(yīng)器一般由生物反應(yīng)池單元和膜分離單元組成，它具有處理水質(zhì)好、處理水適宜回用等特點(diǎn)，且所述膜生物反應(yīng)器的占地面積小，環(huán)境適應(yīng)性高、自動(dòng)化程度高， 容易運(yùn)行管理。因此，數(shù)以千計(jì)的膜生物反應(yīng)器工程在世界許多國(guó)家和地區(qū)得到應(yīng)用。膜單元采用的膜材料分為有機(jī)膜和無機(jī)膜。通常的膜生物反應(yīng)器是通過在布或纖維管外涂覆有機(jī)過濾膜材料制成，有機(jī)過濾膜大多為石油化工材料或塑料制成，其載體布或纖維管等強(qiáng)度差，因此，此種有機(jī)膜生物反應(yīng)器的強(qiáng)度差，膜組件會(huì)發(fā)生破裂，特別是中空纖維膜容易出現(xiàn)膜絲斷裂，有的膜絲甚至在安裝使用后，幾個(gè)月內(nèi)就出現(xiàn)膜絲斷裂現(xiàn)象。一旦出現(xiàn)膜的斷裂，處理水質(zhì)將變差。當(dāng)膜損壞的量和程度影響到系統(tǒng)的處理效果，就需要更換膜組件，這不僅要使污水處理系統(tǒng)停止運(yùn)行，而且換膜的工程量和一次性費(fèi)用都很大，特別是對(duì)于較大規(guī)模的膜生物反應(yīng)器工程， 換膜產(chǎn)生的問題就更為復(fù)雜，產(chǎn)生的不利影響范圍更大。因此，采用有機(jī)膜的膜生物反應(yīng)器，膜的強(qiáng)度差，使用壽命短已經(jīng)成為當(dāng)今阻礙膜生物反應(yīng)器大規(guī)模和普及應(yīng)用的一個(gè)重要限制性因素和重大技術(shù)難題。公知的無機(jī)膜主要有金屬膜、合金膜、陶瓷膜、玻璃膜、沸石膜以及分子篩膜等。無機(jī)膜具有化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐高溫、耐有機(jī)溶劑、機(jī)械強(qiáng)度大、壽命長(zhǎng)、可以反沖洗、抗微生物的能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，目前商品化的無機(jī)膜主要是陶瓷膜，其主要有平板、管式和多通道三種。但是無機(jī)陶瓷膜的技工工藝復(fù)雜、加工難度大，價(jià)格昂貴，除此之外，在無機(jī)陶瓷膜過濾時(shí)，在生物單元和膜單元之間需要較大的循環(huán)流量，需要功率較高的循環(huán)水泵，因此，無機(jī)陶瓷膜的運(yùn)行費(fèi)用也較高。因此，陶瓷膜在膜生物反應(yīng)器中的應(yīng)用仍局限在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的用于膜生物反應(yīng)器的過濾膜的上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠的，能用于長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的處理污水、污水處理效率較高的砂基過濾膜板以及砂基過濾元件。本發(fā)明提供了一種砂基過濾膜板，該砂基過濾膜板為多層結(jié)構(gòu)，其中，所述多層結(jié)構(gòu)包括至少一層透水性支撐體層和過濾層，所述透水性支撐體層和過濾層緊密貼合；所述透水性支撐體層和過濾層分別為由含有硅砂的多孔材料形成的微孔結(jié)構(gòu)，其中，所述透水性支撐體層的微孔直徑大于過濾層的微孔直徑。本發(fā)明還提供了一種砂基過濾元件，該砂基過濾元件包括頂部、底部、側(cè)壁以及由頂部、底部和側(cè)壁形成的空腔，所述頂部、底部和側(cè)壁為砂基過濾膜板，其中，所述砂基過濾膜板為本發(fā)明提供的砂基過濾膜板。
本發(fā)明提供的砂基過濾膜板以及砂基過濾元件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，并可用于污水處理系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的、穩(wěn)定的處理污水，不但能夠使污水的排放達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，且污水的處理效率較高。


圖1為本發(fā)明提供的砂基過濾膜板的示意圖；圖2為本發(fā)明提供的砂基過濾膜板的示意圖；圖3為本發(fā)明提供的砂基過濾元件的立體圖；圖4為本發(fā)明提供的砂基過濾元件的剖視圖；圖5為本發(fā)明提供的砂基過濾元件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明，如圖1所示，所述砂基過濾膜板為多層結(jié)構(gòu)，其中，所述多層結(jié)構(gòu)包括至少一層透水性支撐體層1和過濾層2，所述透水性支撐體層1和過濾層2緊密貼合；所述透水性支撐體層1和過濾層2分別為由含有硅砂的多孔材料形成的微孔結(jié)構(gòu)，其中，所述透水性支撐體層1的微孔直徑大于過濾層2的微孔直徑。按照本發(fā)明，優(yōu)選情況下，為了達(dá)到更佳的過濾效果，所述過濾層的微孔直徑為 0. 05-0. 5微米，優(yōu)選為0. 05-0. 2微米；孔隙率為20-30%，優(yōu)選為20-25% ；所述透水性支撐體層的微孔直徑為10-200微米，優(yōu)選為50-100微米；孔隙率為25-35%，優(yōu)選為25_30%。 其中，所述過濾層以及透水性支撐體層的微孔直徑可以通過電子顯微鏡測(cè)得，所述過濾層以及透水性支撐體層的孔隙率可以通過壓汞法測(cè)得。按照本發(fā)明，所述透水性支撐體層主要用于對(duì)所述砂基過濾膜板起到支撐的作用，因此，其厚度只要滿足支撐體的需要即可，例如，所述透水性支撐體層的總厚度一般可以為10-50mm。所述過濾層主要起到過濾的作用，其厚度也可以根據(jù)實(shí)際需要而定，一般情況下，所述過濾層的厚度可以為0. l-2mm。按照本發(fā)明，優(yōu)選情況下，為了進(jìn)一步優(yōu)化過濾效果，同時(shí)使所述砂基過濾膜板的結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固，在滿足過濾要求的前提下，實(shí)現(xiàn)提高通量的要求，所述透水性支撐體層為可以多層，且從遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層到貼合過濾層的透水性支撐體層的微孔直徑逐漸減小。出于效果和成本的綜合考慮，更優(yōu)選情況下，如圖2所示，所述透水性支撐體層為兩層，且遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層2的微孔直徑大于貼合過濾層的透水性支撐體層3 的微孔直徑。所述遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層2的厚度可以為8-35mm，該透水性支撐體層2的微孔直徑可以為大于100微米至小于或等于200微米，優(yōu)選為大于50微米至小于或等于100微米；所述貼合過濾層的透水性支撐體層3的厚度可以為5-15mm，該透水性支撐體層的微孔直徑可以為10-100微米，優(yōu)選為10-50微米。按照本發(fā)明，通常情況下，所述過濾層和透水性支撐體層的微孔直徑的大小一方面與形成各層的多孔材料中的硅砂顆粒的大小有關(guān)，另一方面與各層的形成方式有關(guān)。按照本發(fā)明，用于形成所述透水性支撐體層的硅砂的顆粒直徑的大小可以根據(jù)對(duì)過濾的需要以及對(duì)支撐體層的強(qiáng)度的需要來選擇，而且，為了滿足所述透水性支撐體層的多孔材料的微孔直徑大于過濾層的微孔直徑，因此，所述透水性支撐體層中硅砂的顆粒直徑大于過濾層中硅砂的顆粒直徑；優(yōu)選情況下，所述透水性支撐體層中硅砂的顆粒直徑為 75-1000微米，優(yōu)選為150-830微米。由于所述過濾層位于透水性支撐體層的表面，即主要起到過濾膜的作用，而且，為了更好的達(dá)到過濾效果，并且滿足所述透水性支撐體層的微孔直徑大于過濾層的微孔直徑，所述過濾層中硅砂的顆粒直徑小于透水性支撐體層中硅砂的顆粒直徑；優(yōu)選情況下，所述過濾層中硅砂的顆粒直徑為23-75微米，優(yōu)選為38-48微米。在所述過濾層中，硅砂的圓球度越好，越能夠保證硅砂直徑的孔隙較小、且均勻，從而進(jìn)一步提高過濾層的過濾效果。 因此，所述過濾層中的硅砂的圓球度可以為0. 5-0. 95，優(yōu)選為0. 7-0. 95。其中，“圓球度”指顆粒棱角的相對(duì)銳度或曲率的量度，也可以指顆粒接近球形的程度；圓球度的測(cè)定方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，可采用圖版法進(jìn)行測(cè)定。為了達(dá)到本發(fā)明所要求的圓球度要求，可以采用對(duì)硅砂進(jìn)行球磨等本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的控制方法來滿足硅砂圓球度的需要。按照本發(fā)明，為了滿足本發(fā)明的上述優(yōu)選的實(shí)施方式，S卩，使遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層的微孔直徑大于貼合過濾層的透水性支撐體層的微孔直徑，可以使遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層中硅砂的顆粒直徑大于貼合過濾層的透水性支撐體層中硅砂的直徑。例如，所述遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層中硅砂的顆粒直徑可以為380-1000微米，優(yōu)選為 380-830微米；所述貼合過濾層的透水性支撐體層中硅砂的直徑可以為75至小于380微米，優(yōu)選為150微米至小于380微米。所述透水性支撐體層和過濾層分別為由含有硅砂的多孔材料形成的微孔結(jié)構(gòu)，所述多孔材料是通過將含有硅砂和粘結(jié)劑的混合物經(jīng)固化劑固化而形成的；其中，粘結(jié)劑的量只要保證能夠使硅砂粘結(jié)到一起并成型，同時(shí)保證形成的各層的微孔直徑的大小和各層的厚度即可；所述固化劑的量只有保證能夠使粘結(jié)劑固化并使其與硅砂能夠更好的粘合即可；通常情況下，在過濾層中，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，粘結(jié)劑的量可以為2-8重量份，固化劑的量可以為0. 2-4重量份；在透水性支撐體層中，以100重量份原砂為基準(zhǔn)，粘結(jié)劑的總量可以為3-15重量份，固化劑的總量可以為0. 03-8重量份。優(yōu)選情況下，當(dāng)所述透水性支撐體層為兩層時(shí)，在遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層中，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，粘結(jié)劑的量可以為3-10重量份，固化劑的量可以為0. 3-5重量份；在貼合過濾層的透水性支撐體層中，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，粘結(jié)劑的量可以為4-15重量份，固化劑的量可以為0. 03-8 重量份。在本發(fā)明中，所述粘結(jié)劑的種類沒有特別的限定，例如，所述粘結(jié)劑可以選自環(huán)氧樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、水玻璃、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚胺脂樹脂和硅酸鹽水泥中的一種或多種；優(yōu)選情況下，所述粘結(jié)劑為酚醛樹脂和/或環(huán)氧樹脂。所述酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂可以在常規(guī)的酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂中適當(dāng)?shù)剡x擇。具體地，所述酚醛樹脂可以為酸催化酚醛樹脂和/或堿催化酚醛樹脂，優(yōu)選為酸催化酚醛樹脂，且所述酸催化酚醛樹脂的重均分子量可以為300-12000，優(yōu)選為500-5000。所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙酚A型環(huán)氧樹脂，所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值可以為0. 3-0. 55mol/100g，其重均分子量可以為500-10000，優(yōu)選為 800-5000。用于本發(fā)明的固化劑的種類沒有特別的限定，例如，可以選自胺型固化劑、酸酐型固化劑、聚磷酸鋁、氟硅酸鈉和烏洛托品中的一種或多種；優(yōu)選情況下，所述固化劑為胺型固化劑和/或酸酐型固化劑。所述胺型固化劑可以為乙二胺、三甲基六亞甲基二胺、六亞甲基四胺、二乙基三胺、羥甲基乙二胺、羥乙基乙二胺、二羥乙基乙二胺、羥乙基二乙烯三胺、 二羥乙基乙二胺、羥乙基二乙烯三胺、二羥乙基二乙烯三胺、羥乙基己二胺、一氰乙基乙二胺、二氰乙基乙二胺、二氰乙基己二胺、雙氰胺、環(huán)己二胺、孟烷二胺、胺乙基呱嗪、異佛爾酮二胺和二氨基環(huán)己烷中的至少一種；所述酸酐型固化劑例可以為甲基四氫鄰苯二甲酸酐、 甲基六氫苯酐、丁二酸酐和己二酸酐中的至少一種。在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)所述粘結(jié)劑為酚醛樹脂時(shí)，所述固化劑最優(yōu)選為六亞甲基四胺；當(dāng)所述粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂時(shí)，所述固化劑最優(yōu)選為上述胺型固化劑。按照本發(fā)明，所述硅砂可以為各種可以用于形成透水性支撐體層和過濾層的硅砂，例如，可以選自風(fēng)積沙、人造砂、再生砂、河沙和海砂和山砂中的一種或多種。更優(yōu)選情況下，為了進(jìn)一步提高得到的砂基過濾膜板的機(jī)械強(qiáng)度，所述硅砂優(yōu)選為表面包覆有覆膜粘結(jié)劑的覆膜硅砂。所述覆膜硅砂的制備方法可以按照本領(lǐng)域公知的方法得到，例如，可以參考CN1083752A的覆膜砂制備工藝所用的方法。所述覆膜硅砂的顆粒大小只要分別滿足過濾層和透水性支撐體層的多孔材料中的孔直徑要求即可。按照本發(fā)明，將過濾層和透水性支撐體層緊密貼合的方法可以為本領(lǐng)域公知的各種方法，只要保證能夠使過濾層和透水性支撐體層緊密貼合，又能夠滿足過濾層的過濾要求即可。優(yōu)選情況下，可以在固化條件下，將層疊的用于形成過濾層的含有硅砂、粘結(jié)劑和固化劑的混合物層以及用于形成透水性支撐體層的含有硅砂、粘結(jié)劑和固化劑的混合物層同時(shí)進(jìn)行固化成型。其中，所述混合物層的厚度只要分別能夠滿足得到的過濾層以及透水性支撐體層的厚度要求即可，例如，用于形成過濾層的含有硅砂、粘結(jié)劑和固化劑的混合物層的厚度(通常鋪設(shè)厚度為0. 2-3mm)只要使得到的過濾層的厚度為0. l_2mm即可；用于形成透水性支撐體層的含有硅砂、粘結(jié)劑和固化劑的混合物層的厚度(通常鋪設(shè)厚度為 15-60mm)只要使得到的透水性支撐體層在總厚度為10_50mm即可。按照本發(fā)明，所述成型和固化的方法可以采用常規(guī)的各種成型和固化方法，其條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，可以采用壓制成型的方法，壓制成型的條件包括壓力可以為0. 5-5兆帕，溫度可以為20-100°C，時(shí)間可以為10-60秒；固化的條件可以包括固化的溫度為20-150°C，固化的時(shí)間可以為I-M小時(shí)，固化的濕度可以為5-35%。此外，按照另外一種實(shí)施方式，將過濾層和透水性支撐體層緊密貼合的方法還可以為在多層結(jié)構(gòu)的過濾層和透水性支撐體層之間形成粘結(jié)劑層，所述粘結(jié)劑層使過濾層和透水性支撐體層緊密貼合；所述粘結(jié)劑層的厚度只要能夠保證使過濾層和透水性支撐體層緊密貼合并能夠同時(shí)滿足過濾層和透水性支撐體層的過濾和通量要求即可，優(yōu)選情況下， 所述粘結(jié)劑層的厚度可以為5-30微米。優(yōu)選情況下，當(dāng)所述透水性支撐體層為多層時(shí)，在相鄰的兩層透水性支撐體層之間也可以形成粘結(jié)劑層，以使多層透水性支撐體層之間緊密貼合，該粘結(jié)劑層的厚度可以為5-30微米。所述形成粘結(jié)劑層的方法可以包括將粘結(jié)劑進(jìn)行涂覆、噴涂或滾涂的方法。所述形成粘結(jié)劑層的粘結(jié)劑可以為各種常規(guī)的粘結(jié)劑，例如，上述所說的粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、水玻璃、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚胺脂樹脂和硅酸鹽水泥中的一種或多種。按照本發(fā)明，所述砂基過濾元件包括頂部、底部、側(cè)壁以及由頂部、底部和側(cè)壁形成的空腔，所述頂部、底部和側(cè)壁為砂基過濾膜板，其中，所述砂基過濾膜板為本發(fā)明提供的砂基過濾膜板。本發(fā)明對(duì)所述砂基過濾元件的形狀沒有特別要求，可以為各種形狀，例如，長(zhǎng)方體或正方體結(jié)構(gòu)，如圖3所示。按照本發(fā)明，所述空腔可以為各種能夠滿足過濾需要的形狀， 通常為柱狀結(jié)構(gòu)，例如，長(zhǎng)方體、正方體或圓柱體(如圖4所示)或波浪形結(jié)構(gòu)，優(yōu)選情況下，該波浪型結(jié)構(gòu)的相對(duì)面上的波谷位置與波峰位置對(duì)應(yīng)相接，以間隔出該多個(gè)空腔，并構(gòu)成該多個(gè)空腔之間的間隔，如圖5所示，并且通過該波浪型結(jié)構(gòu)的相對(duì)面上的波谷位置與波峰位置的對(duì)應(yīng)相接可以加強(qiáng)該過濾元件的強(qiáng)度。另外需要說明的是，上述僅為本發(fā)明過濾元件結(jié)構(gòu)的幾種實(shí)施態(tài)樣，本發(fā)明過濾元件并不限于上述結(jié)構(gòu)，除了可以為上述結(jié)構(gòu)外，還可以為其它的任意結(jié)構(gòu)，如球體，橢球體等，以適應(yīng)應(yīng)用中的不同外觀需求。按照本發(fā)明，為了適應(yīng)不同的污水處理量，所述砂基過濾元件還可以包括至少一個(gè)隔板，將所述空腔分隔成多個(gè)獨(dú)立地小空腔，且沿該砂基過濾膜板平行排列。所述隔板用以加強(qiáng)該過濾元件的強(qiáng)度，并且，多個(gè)小空腔之間的隔板的存在，有效提高了過濾元件的強(qiáng)度。所述隔板可以為由各種骨料，如玻璃微珠、陶瓷微珠以及陶粒等形成的可透水的模板， 優(yōu)選為本發(fā)明提供的砂基過濾膜板。按照本發(fā)明，所述砂基過濾元件可以一次成型，也可以先單獨(dú)制備用于形成空腔的頂部、底部和側(cè)壁，以及選擇性包括的隔板的多層結(jié)構(gòu)，然后將頂部、底部和側(cè)壁和選擇性包括的隔板固定以形成所述空腔結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明，優(yōu)選情況下，如圖3所示，為了便于有效地將經(jīng)過本發(fā)明所述砂基過濾元件過濾后的水從該元件中排出，所述砂基過濾元件還包括至少一個(gè)出水口 4，所述出水口 4與空腔連通。進(jìn)一步說，所述出水口的個(gè)數(shù)可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)，優(yōu)選情況下，當(dāng)所述空腔被隔板分隔成多個(gè)獨(dú)立的小空腔時(shí)，所述出水口的個(gè)數(shù)也優(yōu)選相應(yīng)為多個(gè)，且每個(gè)出水口對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的小空腔，以便于過濾后的水的排出?；蛘咭部梢杂谠摱鄠€(gè)空腔之間的隔板上形成孔洞(圖中未示)，通過孔洞將該多個(gè)小空腔彼此連通。下面將通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在下述制備實(shí)施例中，用電子顯微鏡測(cè)定得到的過濾層以及透水性支撐體層的微孔直徑；并采用壓汞法測(cè)定得到的過濾層以及透水性支撐體層的孔隙率。按照 GB11894-1989(堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法)測(cè)定水中的總氮含量。采用濁度儀 (WGZ-200濁度儀)對(duì)水的濁度進(jìn)行檢測(cè)。制備實(shí)施例1本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的砂基過濾膜板的制備。將100重量份硅砂(顆粒直徑為600微米)、3重量份粘結(jié)劑環(huán)氧樹脂(牌號(hào)E_44) 和0.6重量份改性胺固化劑(牌號(hào)T31)混合，得到第一混合物，并鋪設(shè)在模具中，得到第一混合物層(用于形成透水性支撐體層)，鋪設(shè)厚度為15mm ；將100重量份硅砂(顆粒直徑為45微米，硅砂圓球度為0. 5)、3重量份粘結(jié)劑含羥基的丙烯酸樹脂(牌號(hào)4400)和1重量份HDI縮二脲固化劑(牌號(hào)Desmodur N75)混合， 得到第二混合物，并將該第二混合物鋪設(shè)在上述第一混合物層上，得到第二混合物層(用于形成過濾層)，鋪設(shè)厚度為2mm ；
在25°C、5兆帕壓力下將上述兩層混合物層壓制30秒，使之成型，并在80°C、 20-40%濕度下固化8小時(shí)，得到砂基過濾膜板Al，其中，過濾層的厚度為1mm，孔直徑為 0. 05-0. 3微米，孔隙率為25% ；透水性支撐體層的厚度為10mm，孔直徑為50-150微米，孔隙率為28%。制備實(shí)施例2本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的砂基過濾膜板的制備。將100重量份硅砂(顆粒直徑為450微米)、8重量份粘結(jié)劑環(huán)氧樹脂(牌號(hào)E_51) 和5重量份酸酐固化劑(甲基四氫鄰苯二甲酸酐)(代號(hào)縮寫MTHPA，牌號(hào)SYG-8401)混合， 得到第一混合物，并鋪設(shè)在模具中，得到第一混合物層(用于形成遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層)，鋪設(shè)厚度為25mm;將100重量份硅砂(顆粒直徑為180微米)、5重量份粘結(jié)劑環(huán)氧樹脂(牌號(hào)E_44) 和1. 8重量份脂環(huán)胺固化劑(代號(hào)縮寫DAMHM)混合，得到第三混合物，并先將該第三混合物鋪設(shè)在上述第一混合物層(用于形成遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層)上，得到第三混合物層(用于與過濾層貼合的透水性支持體層)，鋪設(shè)厚度為8mm ；將100重量份硅砂(顆粒直徑為35微米，硅砂圓球度為0. 8)、4重量份粘結(jié)劑環(huán)氧樹脂(牌號(hào)CYD-144)和1. 5重量份三甲基六亞甲基二胺固化劑(牌號(hào)TMD)混合，得到第二混合物，并將該第二混合物鋪設(shè)在上述第三混合物層上，得到第二混合物層(用于形成過濾層)，鋪設(shè)厚度為Imm;在25°C、2兆帕壓力下將上述三層混合物層壓制50秒，使之成型，并在80°C、 20-40%濕度下固化12小時(shí)，得到砂基過濾膜板A2，其中，過濾層的厚度為0. 5mm，孔直徑為0. 05-0. 1微米，孔隙率為22% ；貼合過濾層的透水性支撐體層的厚度為5mm，孔直徑為 20-60微米，孔隙率為27%遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層的厚度為20mm，孔直徑為65-100 微米，孔隙率為32%。制備實(shí)施例3本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的砂基過濾膜板的制備。按照實(shí)施例1的方法先分別將第一混合物層和第二混合物層成型并固化，得到透水性支撐體層和過濾層，并在透水性支撐體層的一側(cè)表面涂覆環(huán)氧樹脂(牌號(hào)E-44)粘結(jié)劑和DAMHM固化劑(粘結(jié)劑和固化劑重量比為2. 8 1)，得到厚度為10微米的粘結(jié)劑層， 然后將過濾層粘附到該粘結(jié)劑層的表面，并在80°C、20-40%濕度下固化5小時(shí)，得到砂基過濾膜板A3。制備實(shí)施例4本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的砂基過濾膜板的制備。按照實(shí)施例1的方法制備第一混合物層和第二混合物層，不同的是，所用的硅砂為按照CN1083752A方法制備的覆膜硅砂。實(shí)施例1-4本實(shí)施例用于說明砂基過濾元件的制備以及過濾性能測(cè)試。將制備實(shí)施例1至制備實(shí)施例4得到的砂基過濾膜板分別粘合成(或者在模具中一次成型)如圖4所示的具有空腔的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的過濾元件，且每個(gè)圓柱形空腔之間具有隔板，所述隔板為分別由實(shí)施例1和實(shí)施例4的砂基過濾膜板形成。并在該長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的過濾元件的側(cè)壁上開設(shè)兩個(gè)出水口，該出水口與空腔連通。 將所述砂基過濾元件置于曝氣生物濾池反應(yīng)器中(反應(yīng)器的有效體積為30L)， 并向所述反應(yīng)器中通入污水(COD濃度為1200-1500mg/L，NH3-N濃度為250_300mg/L，濁度為15-30NTU)，在悶曝條件下(即，反應(yīng)器不進(jìn)水也不出水，曝氣量為25L/h)保持3小時(shí)，然后通過所述砂基過濾元件的出水口抽水，使污水經(jīng)過所述過濾元件后被抽出而得到經(jīng)過過濾的水，出水 COD 分別為 50-200mg/L、40-150mg/L、50-220mg/L、50-160mg/L ；出水氨氮(NH3-N)濃度分別為 5-30mg/L、l-20mg/L、5-;35mg/L、l-25mg/L，濁度分別為 δ-ΙδΝ 、 5-10NTU、5-15NTU、5-10NTU。
權(quán)利要求
1.一種砂基過濾膜板，該砂基過濾膜板為多層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多層結(jié)構(gòu)包括至少一層透水性支撐體層和過濾層，所述透水性支撐體層和過濾層緊密貼合；所述透水性支撐體層和過濾層分別為由含有硅砂的多孔材料形成的微孔結(jié)構(gòu)，其中，所述透水性支撐體層的微孔直徑大于過濾層的微孔直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂基過濾膜板，其中，所述過濾層的微孔直徑為0.05-0. 5微米，所述支撐體層的微孔直徑為10-200微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的砂基過濾膜板，其中，所述透水性支撐體層為多層，且從遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層到貼合過濾層的透水性支撐體層的微孔直徑 逐漸減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的砂基過濾膜板，其中，所述透水性支撐體層為兩層，且遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層的微孔直徑大于貼合過濾層的透水性支撐體層的微孔直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的砂基過濾膜板，其中，所述遠(yuǎn)離過濾層的透水性支撐體層的厚度為8-35mm，該透水性支撐體層的微孔直徑為大于100微米至小于等于200微米；貼合過濾層的透水性支撐體層的厚度為5-15mm，該透水性支撐體層的微孔直徑為10-100微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的砂基過濾膜板，其中，所述過濾層的厚度為 0. l_2mm，所述透水性支撐體層的總厚度為10-50mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的膜生物反應(yīng)器，其中，所述過濾層的孔隙率為 20-30 %，所述透水性支撐體層的孔隙率為25-35 %。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的砂基過濾膜板，其中，所述過濾層的多孔材料中硅砂的顆粒直徑為23-75微米，圓球度為0. 5-0. 95，所述透水性支撐體層的多孔材料中的硅砂的顆粒直徑為75-1000微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的砂基過濾膜板，其中，所述多孔材料是通過將含有硅砂和粘結(jié)劑的混合物經(jīng)固化劑固化而形成的；在透水性支撐體層中，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，粘結(jié)劑的量為3-15重量份，固化劑的量為0. 03-8重量份；在過濾層中，以100重量份硅砂為基準(zhǔn)，粘結(jié)劑的量為2-8重量份，固化劑的量為0. 2-4重量份。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的砂基過濾膜板，其中，所述硅砂為表面包覆有覆膜粘結(jié)劑的覆膜硅砂。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的砂基過濾膜板，其中，所述粘結(jié)劑選自環(huán)氧樹脂、聚偏氟乙烯樹脂、水玻璃、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、聚胺脂樹脂和硅酸鹽水泥中的一種或多種，所述固化劑選自胺型固化劑、酸酐型固化劑、聚磷酸鋁、氟硅酸鈉和烏洛托品中的一種或多種。
12.—種砂基過濾元件，該砂基過濾元件包括頂部、底部、側(cè)壁以及由頂部、底部和側(cè)壁形成的空腔，所述頂部、底部和側(cè)壁為砂基過濾膜板，其特征在于，所述砂基過濾膜板為權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的砂基過濾膜板。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的砂基過濾元件，其中，所述空腔為柱狀結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的砂基過濾元件，其中，該砂基過濾元件還包括至少一個(gè)隔板，該至少一個(gè)隔板將所述空腔分隔成多個(gè)獨(dú)立的小空腔；所述隔板為權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的砂基過濾膜板。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的砂基過濾元件，其中，該砂基過濾元件還包括至少一個(gè)出水口，所述出水口與空腔連通。
全文摘要
砂基過濾膜板，該砂基過濾膜板為多層結(jié)構(gòu)，其中，所述多層結(jié)構(gòu)包括至少一層透水性支撐體層和過濾層，所述透水性支撐體層和過濾層緊密貼合；所述透水性支撐體層和過濾層分別為由含有硅砂的多孔材料形成的微孔結(jié)構(gòu)，其中，所述透水性支撐體層的微孔直徑大于過濾層的微孔直徑。還提供了一種砂基過濾元件，該砂基過濾元件包括頂部、底部、側(cè)壁以及由頂部、底部和側(cè)壁形成的空腔，所述頂部、底部和側(cè)壁為本發(fā)明提供的砂基過濾膜板。本發(fā)明提供的砂基過濾膜板以及砂基過濾元件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，并可用于污水處理系統(tǒng)中，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的、穩(wěn)定的處理污水，不但能夠使污水的排放達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，且污水的處理效率較高。
文檔編號(hào)B01D63/08GK102335555SQ201010234940
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者秦升益 申請(qǐng)人:北京仁創(chuàng)科技集團(tuán)有限公司