本發(fā)明涉及廢水處理，特別是涉及一種改性濾膜的制備方法及其在處理醬油廢水中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水排放已成為環(huán)境保護(hù)的重要課題，尤其是醬油等食品加工行業(yè)產(chǎn)生的大量高濃度有機(jī)廢水。醬油廢水含有糧食殘留物、發(fā)酵過程產(chǎn)物、醬油色素、消毒劑、大量的鹽分、各種微生物及其分泌物和代謝產(chǎn)物等，具有色度大、氨氮濃度高等特點(diǎn)，并且由于其顏色深、含鹽量高，直接排放會(huì)對(duì)水體生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。因此，如何高效、經(jīng)濟(jì)地處理醬油廢水已成為亟待解決的難題。
2、目前，常用的廢水處理方法包括生物處理、化學(xué)處理和物理處理。然而，傳統(tǒng)生物處理對(duì)醬油廢水處理效果有限，而化學(xué)處理可能會(huì)引入二次污染。因此，膜分離技術(shù)由于其高效、環(huán)保、無需化學(xué)藥劑等優(yōu)點(diǎn)，在醬油廢水處理領(lǐng)域顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。
3、在膜分離技術(shù)中，濾膜的性能直接決定了分離效果。然而，傳統(tǒng)濾膜在處理醬油廢水過程中，容易受到有機(jī)物和鹽分的污染與堵塞，導(dǎo)致通量下降，使用壽命縮短。因此，開發(fā)具有抗污染性能、分離效果優(yōu)異的改性濾膜成為研究的重點(diǎn)方向之一。
4、為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，近年來，納米材料的引入為改性濾膜提供了新的思路。特別是，二氧化鈦納米粒子由于其優(yōu)異的抗菌、抗污染特性，逐漸成為濾膜改性的理想材料之一。然而，盡管二氧化鈦納米粒子具有優(yōu)異的性能，但其在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些問題。例如，納米粒子易于在水中團(tuán)聚，導(dǎo)致分散性差，難以均勻分布在膜材料中。這種不均勻分布不僅會(huì)影響膜的分離效果，還可能導(dǎo)致膜孔道堵塞，導(dǎo)致對(duì)醬油廢水的處理的效果變差。
5、因此，有必要研發(fā)一種新的技術(shù)方案，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，本發(fā)明提供一種改性濾膜的制備方法及其在處理醬油廢水中的應(yīng)用，通過對(duì)膜材料進(jìn)行功能化改性，提升對(duì)醬油廢水的處理的效果和效率。該方法采用改性二氧化鈦納米粒子，這種納米粒子具有優(yōu)異的抗污染性能，不僅能抑制污染物在膜表面的沉積，在醬油廢水處理中能夠降解部分有機(jī)污染物，減少膜表面的污染負(fù)擔(dān)。此外，通過在聚醚砜上接枝聚乙二醇(peg)，顯著提升了膜的親水性，減少疏水性污染物的吸附。
2、本發(fā)明的一個(gè)目的在于，提供一種改性濾膜的制備方法，包括如下步驟：將改性二氧化鈦納米粒子加入溶劑中，超聲分散，再向其中加入pan(聚丙烯腈)、改性聚醚砜和peg，加熱攪拌，然后靜置，得到鑄膜液；
3、在玻璃板表面浸入所述鑄膜液，用刮刀在玻璃板上刮制，揮發(fā)溶劑后，將承載有鑄膜液的玻璃板置于水中浸泡，得到改性濾膜；
4、其中，所述改性二氧化鈦納米粒子，為表面用8-羥基辛酸接枝后的二氧化鈦納米粒子；
5、所述改性聚醚砜為接枝有peg的聚醚砜。
6、進(jìn)一步地，所述改性聚醚砜的制備方法為：將聚醚砜溶于溶劑中，再加入氯磺酸和氯仿的混合液，加熱反應(yīng)，取下層沉淀，再加入peg的氯仿溶液，室溫反應(yīng)，得到改性聚醚砜。
7、進(jìn)一步地，所述改性二氧化鈦納米粒子的制備方法為：
8、s1-1、將二氧化鈦納米粒子加入雙氧水中，加熱反應(yīng)，得到羥基化二氧化鈦納米粒子；
9、s1-2、將所述羥基化二氧化鈦納米粒子浸泡在8-羥基辛酸溶液中，加熱超聲，得到所述改性二氧化鈦納米粒子。
10、進(jìn)一步地，所述改性二氧化鈦納米粒子、pan、改性聚醚砜和peg的質(zhì)量比為：2-4:10-14:3-5:4-6。
11、進(jìn)一步地，步驟s1-1中，所述加熱的溫度為80-85℃。
12、進(jìn)一步地，所述浸泡的條件為：每隔12-20h，換一次去離子水，浸泡過程持續(xù)3-7d。
13、進(jìn)一步地，所述聚醚砜的分子量為50000-80000。
14、進(jìn)一步地，所述peg選自peg400、peg1000、peg2000中的一種或多種。
15、本發(fā)明還提供所述改性濾膜的制備方法所制備的改性濾膜在處理醬油廢水中的應(yīng)用。
16、進(jìn)一步地，所述改性濾膜的厚度為130-160μm。
17、本發(fā)明具有以下有益效果：
18、本發(fā)明提供改性濾膜首先對(duì)二氧化鈦納米粒子進(jìn)行羥基化預(yù)處理，再與8-羥基辛酸反應(yīng)，將烷基鏈和羥基引入二氧化鈦納米粒子中，得到改性二氧化鈦納米粒子；通過聚醚砜與氯磺酸進(jìn)行磺化反應(yīng)，再與peg進(jìn)行反應(yīng)將peg引入聚醚砜上，得到改性聚醚砜；再通過改性二氧化鈦納米粒子、pan、改性聚醚砜和peg進(jìn)行反應(yīng)，從而將改性二氧化鈦納米粒引入濾膜中；一方面，由于改性二氧化鈦納米粒子上接枝有長鏈烷基和羥基基團(tuán)，可以減緩、抑制改性二氧化鈦納米粒子的團(tuán)聚現(xiàn)象，提高改性二氧化鈦納米粒子在組分中的分散性；同時(shí)，由于濾膜富含羥基基團(tuán)，能夠有效提高濾膜親水性和滲透性。另一方面，由于聚醚砜上接枝有peg基團(tuán)，能夠有效地提高聚醚砜的親水性，減少對(duì)醬油廢水中疏水性污染物的吸附，有利于提升濾膜的抗污染性，從而有效提高濾膜對(duì)醬油廢水中污染物的去除；其次，改性二氧化鈦納米粒子和改性聚醚砜上含有大量的羥基基團(tuán)能夠與水分子之間會(huì)形成氫鍵，在濾膜表面形成水合膜，能夠進(jìn)一步地提高濾膜表面親水性以及抗污染性，從而實(shí)現(xiàn)有效地對(duì)醬油廢水進(jìn)行處理。
1.一種改性濾膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：將改性二氧化鈦納米粒子加入溶劑中，超聲分散，再向其中加入pan、改性聚醚砜和peg，加熱攪拌，然后靜置，得到鑄膜液；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性濾膜的制備方法，其特征在于，所述改性聚醚砜的制備方法為：將聚醚砜溶于溶劑中，再加入氯磺酸和氯仿的混合液，加熱反應(yīng)，取下層沉淀，再加入peg的氯仿溶液，室溫反應(yīng)，得到改性聚醚砜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性濾膜的制備方法，其特征在于，所述改性二氧化鈦納米粒子的制備方法為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性濾膜的制備方法，其特征在于，所述改性二氧化鈦納米粒子、pan、改性聚醚砜和peg的質(zhì)量比為：2-4:10-14:3-5:4-6。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述改性濾膜的制備方法，其特征在于，步驟s1-1中，所述加熱的溫度為80-85℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性濾膜的制備方法，其特征在于，所述浸泡的條件為：每隔12-20h，換一次去離子水，浸泡過程持續(xù)3-7d。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述改性濾膜的制備方法，其特征在于，所述聚醚砜的分子量為50000-80000。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-2任意一項(xiàng)所述改性濾膜的制備方法，其特征在于，所述peg選自peg400、peg1000、peg2000中的一種或多種。
9.權(quán)利要求1所述改性濾膜的制備方法所制備的改性濾膜在處理醬油廢水中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述改性濾膜的制備方法所制備的改性濾膜在處理醬油廢水中的應(yīng)用，其特征在于，所述改性濾膜的厚度為130-160μm。