公布日：2023.08.22

申請日：2022.02.10

分類號：B01D69/14(2006.01)I;B01D65/02(2006.01)I;B01D67/00(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I

摘要

本發明公開一種預涂動態膜、過濾裝置及其制備和應用。該預涂動態膜的主要成分包括低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和低堆密度γ‑氧化鋁粉中的至少一種。本發明提供的預涂動態膜在用于水過濾時，使得進水水質比較差的情況下，出水能達到超濾膜的處理水平，處理后出水含油量小于1.0mg/L、懸浮固體小于1.0mg/L、懸浮物顆粒直徑中值小于1.0μm。與傳統固化膜相比，對進水水質的要求大幅度降低，解決了固化膜污染問題。與采用普通預涂層的預涂膜過濾器相比，出水水質更好，出水能夠達到超濾膜水平，膜粉用量更少，污泥產生量少，大幅度降低了運行成本。

權利要求書

1.一種預涂動態膜，其特征在于，其主要成分包括低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和低堆密度γ-氧化鋁粉中的至少一種。

2.如權利要求1所述的預涂動態膜，其特征在于，所述低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉的堆密度<0.6g/cm3，孔容大于0.5mL/g,粉體粒徑中值小于等于100μm。

3.如權利要求1所述的預涂動態膜，其特征在于，還含有表面改性劑。

4.一種過濾裝置，其特征在于，包括多孔支撐層和涂覆于所述多孔支撐層的權利要求1-3任一項所述的預涂動態膜。

5.如權利要求4所述的過濾裝置，其特征在于，所述預涂動態膜中低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉的用量為大于等于10g/m2。

6.如權利要求5所述的過濾裝置，其特征在于，所述多孔支撐層的類型包括以下一種或多種：編織網、篩網、有機膜類和無機膜類。

7.如權利要求6所述的過濾裝置，其特征在于，所述多孔支撐層的孔徑為0.03μm-50μm。

8.如權利要求4-7任一項所述的過濾裝置，其特征在于，所述過濾裝置的類型為板框式、葉片式或燭式。

9.一種低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉在制備預涂動態膜中的應用。

10.一種低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉在制備過濾裝置中的應用。

11.一種制備權利要求1-3任一項所述的預涂動態膜的方法，其特征在于，包括：將低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和低堆密度γ-氧化鋁粉中的至少一種分散在水溶液中；通過過濾使其涂在多孔支撐層上，在多孔支撐層表面或孔內形成的具有分離作用的預涂動態膜。

12.一種過濾方法，其特征在于，使用權利要求1-3任一項所述的預涂動態膜。

13.如權利要求12所述的過濾方法，其特征在于，還包括：當過濾阻力超過預設臨界值或出水水質超過預設要求時，通過反沖洗把預涂動態膜和污染物質清洗掉，并重新涂覆預涂動態膜。

發明內容

為了至少部分地解決現有預涂膜材料和預涂動態膜技術所存在的預涂材料用量多、對進水水質要求較為嚴格、出水水質較差等問題，發明人在本發明實施例使用低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉制作預涂動態膜，以從水或水溶液中去除懸浮固體、不溶性液體、乳化油和膠體，提高了處理水質、降低污泥量。

本發明所使用的低堆密度擬薄水鋁石粉、薄水鋁石粉和γ-氧化鋁粉是指堆密度<0.6g/cm3的擬薄水鋁石粉、薄水鋁石粉和γ-氧化鋁粉。

作為本發明的一個方面，涉及一種預涂動態膜，其主要成分包括低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和低堆密度γ-氧化鋁粉中的至少一種。

在可能的具體實施方式中，所述低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉的堆密度<0.6g/cm3，孔容大于0.5mL/g,粉體粒徑中值小于等于100μm。

在可能的具體實施方式中，所述的預涂動態膜，還含有表面改性劑。

作為本發明的另一個方面，涉及一種過濾裝置，包括多孔支撐層和涂覆于所述多孔支撐層的上述預涂動態膜。

在可能的具體實施方式中，所述預涂動態膜中低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉的用量為大于等于10g/m2。

在可能的具體實施方式中，所述多孔支撐層可為以下幾種之一：

①編織網、篩網類，如不銹鋼絲網、普通篩網、工業濾布、篩絹、不銹鋼燒結網等；

②有機膜類，有機膜也稱有機聚合物膜或高分子膜，包括中空纖維膜、管式膜、有機粉末燒結膜管等；

③無機膜類，常用的有鈦粉末燒結膜、不銹鋼粉末燒結膜管、碳化硅膜、多孔碳膜和陶瓷膜等。

在可能的具體實施方式中，所采用的多孔支撐層的孔徑為0.03μm-50μm。

在至少一個具體實施例中，上述過濾裝置的類型可為板框式、葉片式或燭式。

作為本發明的另一個方面，涉及低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉在制備預涂動態膜中的應用。

作為本發明的另一個方面，涉及低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉在制備過濾裝置中的應用。

作為本發明的又一個方面，涉及制備上述預涂動態膜的方法，包括：

將低堆密度擬薄水鋁石粉、低堆密度薄水鋁石粉和/或低堆密度γ-氧化鋁粉分散在水溶液中；

通過過濾使其涂在多孔支撐層上，在多孔支撐層表面或孔內形成的具有分離作用的預涂動態膜。

作為本發明的又一個方面，涉及一種過濾方法，使用上述預涂動態膜。

使用本發明提供的預涂動態膜對原水進行過濾，當過濾阻力升高到某一臨界值或出水水質不能滿足要求時，通過反沖洗或其它手段把預涂的濾餅層和其他污染物質一起清洗掉，然后接著開始下一輪的預涂、過濾和清洗過程。

基于上述技術方案，本發明較現有技術而言的有益效果為：

本發明形成的預涂動態膜，使得進水水質比較差的情況下，出水能達到超濾膜的處理水平，處理后出水含油量小于1.0mg/L、懸浮固體小于1.0mg/L、懸浮物顆粒直徑中值小于1.0μm。與傳統固化膜相比，對進水水質的要求大幅度降低，解決了固化膜污染問題。與采用常用預涂層的預涂膜過濾器相比，出水水質更好，出水能夠達到超濾膜水平，膜粉用量更少，污泥產生量少，大幅度降低了運行成本。

（發明人：謝衛紅;李冰;朱景義;吳浩;柴賓;熊新強;徐英俊;李慶;郭峰;王忠祥）