一种高分离性能的管式陶瓷膜及其制备方法技术

本申请涉及水处理分离膜领域，具体公开了一种高分离性能的管式陶瓷膜及其制备方法，本申请中的管式陶瓷膜包括陶瓷管基体、第一亲水膜和第二亲水膜，第一亲水膜涂覆在陶瓷管基体的内壁，第二亲水膜涂覆在陶瓷管基体的外壁，按重量份计，第一亲水膜包括聚乙二醇、聚乙烯醇，磷酸锆、柠檬酸、脂肪醇醚磷酸酯和水；第二亲水膜包括氢氧化镁、二氧化锰、蒙脱石和水；本申请中的管式陶瓷膜的制备方法包括：第一亲水膜液和第二亲水膜液制备、第一亲水膜液和第二亲水膜液分别在陶瓷管基体中的涂覆。本申请中制备得到的管式陶瓷膜可有效降低管式陶瓷膜堵塞的可能性；本申请中管式陶瓷膜的制备方法具有操作简单的优势。具有操作简单的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种高分离性能的管式陶瓷膜及其制备方法


[0001]本申请涉及水处理分离膜领域，更具体地说，它涉及一种高分离性能的管式陶瓷膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]含油废水是工业中常见的废水，直接排放会对环境造成严重的危害，也严重危害人类健康。含油废水的处理方法主要有重力及机械分离法、气浮法、吸附法、絮凝法、微生物法和膜分离法等，其中膜分离法应用广泛，可根据混合体系性质合理选择不同孔径、材料的多孔膜，分离过程无相变发生，且其油水分离过程中无药剂投加，不会产生二次污染，目前管式陶瓷膜作为一种无机膜组件，常用于膜分离法中，且具有较好的应用前景。
[0003]目前，管式陶瓷膜一般是以陶瓷管为基体，在陶瓷管基体的外表面涂覆一层亲水膜层，烧结后即可得到成型的亲水管式陶瓷膜，使用时，将含油废水加压通入亲水管式陶瓷膜中，含油废水中的水通过亲水管式陶瓷膜，油则滞留在亲水管式陶瓷膜中，以此达到含油废水中水和油的分离。
[0004]上述中的相关技术存在的不足之处在于，使用亲水管式陶瓷膜分离含油废水时，含油废水与亲水管式陶瓷膜的内壁长期接触，含油废水中的无机盐、微生物等杂质容易堵塞亲水管式陶瓷膜，使亲水管式陶瓷膜的水通量降低，进而影响亲水管式陶瓷膜对含油废水的分离性能。

技术实现思路

[0005]为了提高亲水陶瓷管式膜分离含油废水时的水通量，本申请提供一种高分离性能的管式陶瓷膜及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种高分离性能的管式陶瓷膜，采用如下的技术方案：一种高分离性能的管式陶瓷膜包括陶瓷管基体、第一亲水膜和第二亲水膜，第一亲水膜涂覆在陶瓷管基体的内壁，第二亲水膜涂覆在陶瓷管基体的外壁，按重量份计，第一亲水膜包括以下原料，聚乙二醇12
‑
18份、聚乙烯醇20
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26份，磷酸锆1
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5份、柠檬酸2
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8份、脂肪醇醚磷酸酯2
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8份、消泡剂3
‑
7份和水30
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40份；第二亲水膜包括以下原料：氢氧化镁20
‑
22份、二氧化锰5
‑
6份、蒙脱石12
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15份、消泡剂4
‑
8份、无机盐致孔剂1
‑
3份、淀粉2
‑
5份和水30
‑
35份。
[0007]通过采用上述技术方案，陶瓷管基体的化学稳定好、机械强度大，抗微生物能力强，作为亲水膜的负载基体可提高亲水陶瓷管式膜的耐用性；通过在陶瓷管基体的内壁涂覆第一亲水膜，在陶瓷管基体的外壁涂覆第二亲水膜，第一亲水膜可对陶瓷管基体和第二亲水膜形成保护，因为第一亲水膜中的磷酸锆、柠檬酸和脂肪醇醚磷酸酯相互作用可起到灭菌除污的作用，第一亲水膜外表面的柠檬酸可与含油废水中的无机离子形成螯合作用并形成微溶物，当亲水陶瓷管式膜在分离含油废水时，废水可将微溶物从第一亲水膜的表面冲走，进而减少无机盐离子在孔内沉积或者吸附，脂肪醇醚磷酸酯的稳定性较强，耐酸耐碱
性能高，与磷酸锆一同作用可降解含油废水中的微生物，使含油废水中的微生物不易积聚在第一亲水膜的过水通道中，从而保证了管式陶瓷膜在分离含油废水时的水通量，有助于提高管式陶瓷膜对含油废水的分离性能。
[0008]聚乙二醇除了具有亲水性，还具有较好的粘附性，可以使第一亲水膜牢固地涂覆在陶瓷管基体内壁上，有助于使第一亲水膜不易被含油废水堵塞，进而提升陶瓷管膜的水通量。
[0009]氢氧化镁、二氧化锰和蒙脱石相互配合，可形成低成本、大通量、强截留能力且耐磨损的亲水膜，向第二亲水膜中加入适量淀粉，淀粉可使将氢氧化镁、二氧化锰和蒙脱石进行粘接，提高整个第二亲水膜的黏性，使第二亲水膜不易从陶瓷管基体上脱落；无机盐致孔剂可以溶解在水中，且熔点高，当对管式陶瓷膜高温处理时，无机盐致孔剂依旧可以留在管式陶瓷膜中，当无机盐致孔剂与水接触后可发生溶解，从而使第二亲水膜形成多孔结构，无机致孔剂可得到较高孔隙率的第二亲水膜，使管式陶瓷膜具有优异的水通量。
[0010]在第一亲水膜和第二亲水膜中加入消泡剂，将第一亲水膜和第二亲水膜涂覆在陶瓷管基体上时，消泡剂可起到消泡、抑泡的作用，使破泡后的膜液总表面积大为减少，进而降低整个亲水膜液的体系能量，有助于使第一膜液和第二膜液均匀地涂覆在陶瓷管基体上。
[0011]综上所述，在陶瓷管基体的内壁涂覆第一亲水膜可对整个亲水陶瓷管膜起到屏障作用，其可以充分降解含油废水中的易堵塞孔径的物质，使第一亲水膜、陶瓷管基体和第二亲水膜中的孔均不易被堵塞，与传统的管式陶瓷膜相比，可大幅提高管式陶瓷膜在分离含油废水时的水通量，提高分离效率。
[0012]可选的，所述第一亲水膜包括以下原料，聚乙二醇12
‑
18份、聚乙烯醇20
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26份，磷酸锆2
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3份、柠檬酸4
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8份、脂肪醇醚磷酸酯2
‑
5份、消泡剂3
‑
7份和水30
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40份；第二亲水膜包括以下原料：氢氧化镁20
‑
22份、二氧化锰5
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6份、蒙脱石12
‑
15份、消泡剂4
‑
8份、无机盐致孔剂1
‑
3份、淀粉2
‑
5份和水30
‑
35份。
[0013]通过采用上述技术方案，通过后续的实验数据表明，高分离性能的管式陶瓷膜的制备需要各原料之间处于合适配比，此时，各物料相互配合，可发挥最佳性能，使管式陶瓷膜的水通量较大，可提升对含油废水的分离性能。
[0014]可选的，所述第二亲水膜的原料还包括增塑剂16
‑
18份，增塑剂采用柠檬酸三丁酯(TBC)、柠檬酸三辛酯(TOC)、乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)或者乙酰柠檬酸三辛酯(ATOC)。
[0015]通过采用上述技术方案，在第二亲水膜中加入增塑剂，可以增强第二亲水膜固化后的韧性，使第二亲水膜不易破裂而可持续发挥油水分离的性能。
[0016]可选的，所述陶瓷管基体采用氮化硅陶瓷管。
[0017]通过采用上述技术方案，氮化硅陶瓷管在物理化学性能和机械性能明显优于其他材料的陶瓷膜，氮化硅陶瓷管具有耐腐蚀、抗氧化和较优的抗折强度，有助于提升管式陶瓷膜的各方面性能。
[0018]可选的，所述陶瓷管基体的孔径为100
‑
300μm。
[0019]通过采用上述技术方案，当陶瓷管基体的孔径较小时，陶瓷管基体的水通量较小，不利于管式陶瓷膜对含油废水进行快速高效分离，当陶瓷管基体的孔径较大时，含油废水中的粒子更容易进入陶瓷管基体的孔内形成吸附和架桥，从而造成孔内污染，进而降低管
式陶瓷膜的水通量。
[0020]可选的，所述无机盐造孔剂采用氯化钠或者硫酸钙。
[0021]通过采用上述技术方案，氯化钠或者硫酸钙廉价易得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高分离性能的管式陶瓷膜，其特征在于，包括陶瓷管基体、第一亲水膜和第二亲水膜，第一亲水膜涂覆在陶瓷管基体的内壁，第二亲水膜涂覆在陶瓷管基体的外壁，按重量份计，第一亲水膜包括以下原料，聚乙二醇12
‑
18份、聚乙烯醇20
‑
26份，磷酸锆1
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5份、柠檬酸2
‑
8份、脂肪醇醚磷酸酯2
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8份、消泡剂3
‑
7份和水30
‑
40份；第二亲水膜包括以下原料：氢氧化镁20
‑
22份、二氧化锰5
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6份、蒙脱石12
‑
15份、消泡剂4
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8份、无机盐致孔剂1
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3份、淀粉2
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5份和水30
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35份。2.根据权利要求1所述的一种高分离性能的管式陶瓷膜，其特征在于：所述第一亲水膜包括以下原料，聚乙二醇12
‑
18份、聚乙烯醇20
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26份，磷酸锆2
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3份、柠檬酸4
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8份、脂肪醇醚磷酸酯2
‑
5份、消泡剂3
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7份和水30
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40份；第二亲水膜包括以下原料：氢氧化镁20
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22份、二氧化锰5
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6份、蒙脱石12
‑
15份、消泡剂4
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8份、无机盐致孔剂1
‑
3份、淀粉2
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5份和水30
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35份。3.根据权利要求1所述的一种高分离性能的管式陶瓷膜，其特征在于：所述第二亲水膜的原料还包括增塑剂16
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18份，增塑剂采用柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯或者乙酰柠檬酸三辛酯。4.根据权利要求1所述的一种高分离性能的管式陶瓷膜，其特征在于：所述陶瓷管基体采用氮化硅陶瓷管。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华东，
申请(专利权)人：四川凯歌微纳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：