專利名稱：：一種評價改性濾膜抗污染能力的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于膜
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種評價改性濾膜抗污染能力的方法和裝置?？捎糜谀ど锓磻?yīng)器(MBR)工藝中專用超濾、微濾膜的評價。
背景技術(shù)：
：近年來，膜分離技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、食品工業(yè)、水處理、生化、醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)、化工等領(lǐng)域，濾膜抗污染性能的評價和研發(fā)抗污染濾膜的成為膜技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。膜生物反應(yīng)器，MBR(MembraneBioreactor)用膜組件替代傳統(tǒng)的二沉池，是集生物處理和膜分離于一體的新型高效生物處理技術(shù)。它具有許多其它生物處理工藝無法比擬的明顯優(yōu)勢(l)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；(2)處理效率高，出水水質(zhì)好，從根本上解決了污泥膨脹問題;(3)容積負(fù)荷高，抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng);(4)產(chǎn)生剩余污泥量少，減少了污泥處理的工作量和費(fèi)用;(5)MBR處理系統(tǒng)設(shè)備化、自動化程度高。因此，MBR已經(jīng)成為了當(dāng)前倍受關(guān)注的一項(xiàng)重要的水處理技術(shù)。在膜一生物反應(yīng)器技術(shù)中，研究與開發(fā)通量大、耐污染、低成本的微濾與超濾膜材料與組件已成為MBR規(guī)模化應(yīng)用的關(guān)鍵。目前，美國、加拿大、法國、日本等國家已成功把聚乙烯(PE)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)等材料制備的微濾(MF)或超濾(UF)膜應(yīng)用到MBR中。目前，抗污染濾膜的研發(fā)和篩選成為膜生物反應(yīng)器研究的重點(diǎn)。膜生物反應(yīng)器用的濾膜通常要求親水性能好，通量大、孔徑適宜，但上述性能均為單一指標(biāo)，不能全面反映膜的抗污染狀況。傳統(tǒng)的濾膜篩選方法需要將膜片放入污泥中，經(jīng)過長期的考察比較篩選出抗污染的膜材料，這種方法費(fèi)時費(fèi)力，且受到曝氣條件不斷變化的限制?；蛲ㄟ^測定臨界通量，測定壓力隨著時間變化，根據(jù)壓力發(fā)生突變時對應(yīng)的流量值確定臨界通量，通過比較臨界通量的大小對膜材料的抗污染能力進(jìn)行篩選。這種方法也存在曝氣和污泥條件不能穩(wěn)定控制的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一是解決上述問題，提供一種步驟簡便、易操作、能應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器中濾膜的評價和篩選方法。為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案一種評價改性濾膜抗污染能力的裝置，它包括空氣壓縮機(jī)或氮?dú)怃撈俊⒛ず袎毫Ρ?、緩沖穩(wěn)壓容器、超濾反應(yīng)杯、磁力攪拌器和分析天平，其中，所述超濾反應(yīng)杯置于磁力攪拌器上，與緩沖穩(wěn)壓容器連接，所述緩沖穩(wěn)壓容器用空氣壓縮機(jī)或氮?dú)怃撈勘３窒到y(tǒng)恒壓，膜片置于超濾反應(yīng)杯的底部，膜片上方有磁力攪拌棒隨磁力攪拌，超濾反應(yīng)杯的出水與分析天平連接。一種評價濾膜抗污染能力的方法，應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器的濾膜的方法，包括下列步驟-步驟一，使用上述的評價濾膜抗污染能力的裝置，將超濾反應(yīng)杯置于磁力攪拌器上，與緩沖穩(wěn)壓容器連接，穩(wěn)壓容器用氮?dú)怃撈炕蚩諝鈮嚎s機(jī)保持系統(tǒng)恒壓，膜片上方有磁力攪拌棒隨磁力攪拌，反應(yīng)杯的出水與分析天平連接；步驟二，將膜片置于超濾反應(yīng)杯的底部，再將蒸餾水倒入超濾反應(yīng)杯中，恒定轉(zhuǎn)速，保持系統(tǒng)密封，恒定壓力，過濾115分鐘，測濾膜的流量；步驟三，由上述步驟二可知清潔濾膜的膜阻力Rm;步驟四，將濃度為(015000mg/L)的污泥倒入超濾反應(yīng)杯中，恒定轉(zhuǎn)速，保持系統(tǒng)密封，恒定壓力，過濾30分鐘90分鐘，測濾膜在污泥中的通量；步驟五，由上述步驟四可知濾膜的膜阻力Rt;步驟六，將上述步驟四中的濾膜用超聲清洗去除表面的濾餅層，重復(fù)步驟二和步驟三；步驟七，上述步驟二、步驟三、步驟四、步驟五為一個循環(huán)，重復(fù)所述循環(huán)1530次，由孔堵塞的計(jì)算，可用于評價膜在污泥中的抗污染能力。本發(fā)明評價膜抗污染能力的方法操作簡便，耗時周期較短。圖1為本發(fā)明評價濾膜抗污染能力的裝置框圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種評價應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器的濾膜的方法，包括下列步驟-①將N2鋼瓶1、、緩沖穩(wěn)壓容器2、超濾反應(yīng)杯3、磁力攪拌器4和分析天平5按下面方式連接，如圖l所示其中，超濾反應(yīng)杯3置于磁力攪拌器4上，與緩沖穩(wěn)壓容器2連接，緩沖穩(wěn)壓容器2用氮?dú)怃撈?或空氣壓縮機(jī)保持系統(tǒng)恒壓，超濾或微濾膜片6置于超濾反應(yīng)杯3的底部，膜片6上方有磁力攪拌棒7隨磁力攪拌。超濾反應(yīng)杯3的出水與分析天平5連接。氮?dú)怃撈縧上安裝有壓力表ll，緩沖穩(wěn)壓容器2上安裝有膜盒壓力表21。②將膜片置于超濾反應(yīng)杯的底部，再將蒸餾水倒入超濾杯中，恒定轉(zhuǎn)速，保持系統(tǒng)密封，恒定壓力，過濾115分鐘，測濾膜的流量。◎由上述步驟②可知清潔濾膜的膜阻力Rm。將濃度為(015000mg/L)的污泥倒入超濾反應(yīng)杯中，恒定轉(zhuǎn)速，保持系統(tǒng)密封，恒定壓力，過濾30分鐘90分鐘，測濾膜在污泥中的通量。⑤由上述步驟④可知濾膜的膜阻力Rt。⑥將上述步驟④中的濾膜用超聲清洗去除表面的濾餅層，重復(fù)步驟②③。⑦上述步驟②③④⑤為一個循環(huán)。⑧重復(fù)上述循環(huán)15~30次，由孔堵塞的計(jì)算，可用于評價膜在污泥中的抗污染能力。實(shí)施例一-將制得的基膜01在上述裝置中測清水通量，得到清水通量為175L/m2h14Kpa，按上述步驟循環(huán)20次后，濾膜用超聲清洗去除表面的濾餅層，重新測量，得到清水通量為72L/m2h14kPa。表一膜01的污染特性<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從表一、二可知，膜01在20循環(huán)后孔堵塞阻力上升到4.24X10膜02在20循環(huán)后孔堵塞膽力上升到1.36X1011。所以，通過這個方法可以判定膜的抗污染能力。膜02的抗污染性能有較大的提高。這個方法簡便，耗時周期較短。實(shí)施例二將制得的抗污染膜03在上述裝置中測清水通量，得到清水通量為61.6L/m2h14Kpa，按上述步驟循環(huán)20次后，濾膜用超聲清洗去除表面的濾餅層，重新測量，得到清水通量為47.6L/m2h14kPa。表三膜03的污染特性<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表三可知，膜03在20循環(huán)后孔堵塞阻力上升到1.96X1011，膜02在20循環(huán)后孔堵塞阻力上升到1.36X1011。所以，通過這個方法可以判定改性膜的抗污染能力。膜02的抗污染能力優(yōu)于03。本發(fā)明評價改性膜抗污染能力的方法操作簡便，耗時周期較短。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種評價改性濾膜抗污染能力的裝置，它包括空氣壓縮機(jī)或氮?dú)怃撈?、膜盒壓力表、緩沖穩(wěn)壓容器、反應(yīng)杯、攪拌器和分析天平，其特征在于所述反應(yīng)杯置于攪拌器上，與緩沖穩(wěn)壓容器連接，所述緩沖穩(wěn)壓容器用空氣壓縮機(jī)或氮?dú)怃撈勘３窒到y(tǒng)恒壓，膜片置于反應(yīng)杯的底部，膜片上方有磁力攪拌棒隨磁力攪拌，反應(yīng)杯的出水與分析天平連接。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的評價改性濾膜抗污染能力的裝置，其特征在于所述反應(yīng)杯是一種超濾反應(yīng)杯，所述攪拌器是一種磁力攪拌器。3、一種評價改性濾膜抗污染能力的方法，包括下列步驟步驟一，使用權(quán)利要求1所述的評價濾膜抗污染能力的裝置，將超濾反應(yīng)杯置于磁力攪拌器上，與緩沖穩(wěn)壓容器連接，穩(wěn)壓容器用氮?dú)怃撈炕蚩諝鈮嚎s機(jī)保持系統(tǒng)恒壓，膜片上方有磁力攪拌棒隨磁力攪拌，反應(yīng)杯的出水與分析天平連接；步驟二，將膜片置于超濾反應(yīng)杯的底部，再將蒸餾水倒入超濾反應(yīng)杯中，恒定轉(zhuǎn)速，保持系統(tǒng)密封，恒定壓力，過濾115分鐘，測濾膜的流量；步驟三，由上述步驟二可知清潔濾膜的膜阻力Rm;步驟四，將濃度為(015000mg/L)的污泥倒入超濾反應(yīng)杯中，恒定轉(zhuǎn)速，保持系統(tǒng)密封，恒定壓力，過濾30分鐘90分鐘，測濾膜在污泥中的通量；步驟五，由上述步驟四可知濾膜的膜阻力Rt;步驟六，將上述步驟四中的濾膜用超聲清洗去除表面的濾餅層，重復(fù)步驟二和步驟三；步驟七，上述步驟二、步驟三、步驟四、步驟五為一個循環(huán)，重復(fù)所述循環(huán)1530次，由孔堵塞阻力Rp的計(jì)算，可用于評價膜在污泥中的抗污染能力。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于評價膜生物反應(yīng)器改性濾膜抗污染能力的方法和裝置。本發(fā)明的方法是使用空氣壓縮機(jī)(N₂鋼瓶)、分析天平、超濾反應(yīng)杯、緩沖穩(wěn)壓容器通過測定水通量方法測定初始膜阻力，并在污泥中測定流量的方法測定膜污染阻力，循環(huán)多次，可以得到膜的抗污染能力。文檔編號G01N15/08GK101650293SQ20091003498公開日2010年2月17日申請日期2009年9月17日優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日發(fā)明者鵬侯,華耀祖,宋永輝,帖靖璽,朱兆堅(jiān),江和龍,沈加正,勇王,露陳,合黃申請人:南京大學(xué)