【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于膜分離，具體的說是一種用于混合物分離的膜分離工藝及裝置。
技術介紹
1、重金屬廢水因其對環境污染且難以處理的特點成為當前工業發展的重要問題。對于廢水中的重金屬離子的處理，通常采用的化學沉淀、溶劑萃取等一系列的方法，但這些方法往往成本高昂，過程也產生一系列環境污染問題。因此尋找成本低廉、綠色環保且吸附效果顯著的處理方式成為當前研究熱點。
2、吸附法是利用固體吸附材料將污水中的污染物吸附于吸附劑的表面，形成一層吸附物再利用適當的方法解吸，從而達到分離和富集的目的。一般用于吸附法的材料包括沸石、碳材料、二氧化硅、聚合物和金屬有機骨架。去除重金屬離子有很多傳統的方法，但這些常規的方法成本高、能耗高，或是需要大量的化學藥品。吸附法與其他方法相比，成本低、簡單易操作、效率高，所以制備低成本且易獲得的吸附劑，用來吸附廢水中的重金屬離子在廢水處理的行業中至關重要。
3、聚砜膜（psf）是一種性能優異的膜材料，近年來廣泛應用于污水處理方面，聚砜膜常被用作微濾或超濾膜，氣體分離、滲透蒸發、血液透析、等離子體分離器、膜氧合氣、細胞培養及人工肝臟等。然而，由于psf膜的本體是疏水性的，在過濾含蛋白質的溶液或在與血液接觸相關方面的應用時，容易發生膜污染問題。同時，psf膜在處理重金屬廢水的時候，隨著處理的時間與處理量的積累最終也會導致膜污染問題，使得處理量下降，膜的吸附效果變差。
技術實現思路
1、為了彌補現有技術的不足，本專利技術提出的一種用于混合物分離的膜分離工藝及
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種用于混合物分離的膜分離工藝，包括以下步驟；
3、s1：廢水的預處理，對含有銅錫離子的廢水進行預處理，以獲得符合膜分離參數指標的待分離廢水；通過對污水進行預處理，進而能夠使得污水的狀態能夠調整到分離膜的最佳工作狀態，以此能夠提高膜的分離效率；同時通過對廢水進行預處理能夠降低污水中含有的懸浮類的雜質，進而能夠降低在膜分離的過程中懸浮雜質對膜表面的封堵，進而能夠發揮膜的吸附作用，以確保分離的有效進行。
4、s2：分離膜的安裝，根據分離設備的尺寸需求，選擇合適的分離膜，并將分離膜安裝于分離設備中，運行設備檢查分離膜的運行是否順暢，若否，則進行分離膜的重新安裝調試，以達到分離膜能順暢在設備中運動；通過對膜的選擇以及設備的試運行，以便于分離過程中的連續性，避免在分離的過程中出現設備的以及膜的故障，進而造成污水處理的效率及質量。
5、s3：廢水吸附分離，將待分離廢水投入到分離釜中，隨后控制分離設備運行，使驅動分離膜在廢水中運動，以吸附廢水中的重金屬離子；對處理廢水過程中影響膜分離效果的環境指標進行動態調控，根據廢水處理的過程中分離膜的吸附飽和度，對分離膜進行動態的更替；
6、在廢水的處理過程中，根據分離膜的吸附飽和程度判斷是否要進行分離膜的動態的更換，以實現更高效的污水處理效率；其中的飽和程度的判斷可以通過膜吸附重金屬離子后的重量的變化，以及在分離膜處理一段時間后，污水中的重金屬離子的濃度的變化等信息作為評價的參數；確定是否要進行膜的更換；進而實現更準確高效的對污水進行處理。
7、s4：檢驗檢測，獲取吸附膜的用量參數，結合分離膜的處理效率以及分離釜的容量信息，計算廢水的處理程度參數信息；
8、采用取樣分析法獲取處理后的廢水中的重金屬的含量參數信息；
9、采用多參數交叉校驗的方式確定廢水的處理程度是否符合標準；
10、若否，則調整處理參數重復上述步驟進行二次處理。
11、優選的，分離膜為采用mofs類材料mzif-67親水化改性psf，制備而成的mzif-67@psf膜。
12、psf膜在處理重金屬廢水的時候，隨著處理的時間與處理量的積累最終也會導致膜污染問題，使得處理量下降，膜的吸附效果變差；
13、與經典的多孔材料相比，mofs材料具有許多優良的性能，另外對于高級合成有非常重要的優勢，也就是說，可以在原位或者非原位合成中調整mofs材料的物理和化學特性。這種結晶多孔材料在水和水性介質、酸和堿中都具有出色的化學穩定性，以及出色的熱穩定性。再與未添加mofs材料的純聚合物材料相比，添加后的材料的有效性和功能性都得到了很大的提升改善。造成這一現象的原因是mofs材料增強了孔隙的穩定性、更狹窄的孔隙分布以及可以調整的尺寸；
14、因此在本方案中通過使用mofs類材料mzif-67對psf進行親水化的改性，以提高制成的膜的親水性，進而能夠減少膜的污染問題，提高膜的吸附能力。
15、其中的計算廢水的處理程度信息的方法為，先通過實驗測算出單位面積的分離膜飽和吸附量（單位面積的分離膜投入到重金屬飽和離子溶液中，隨后保持最佳的吸附溫度和ph值，震動處理24小時后，分離膜的吸附量，通過稱取前后的重量計算），隨后測定待處理污水中重金屬離子的濃度，隨后根據污水量的計算出污水中重金屬離子的量，處理過程中，計算所使用的分離膜的面積，并根據其飽和吸附量，計算吸附的重金屬離子量，隨后得出未處理的重金屬離子量，進而得出處理后的廢水中的重金屬含量，以獲得處理程度；
16、其中的多參數交叉校驗，采用的參數可以為根據設置于分離裝置上的重金屬離子濃度檢測裝置，對分離后的污水進行取樣檢測以確定處理后的污水離子濃度m1；同時可以根據在污水處理過程中所使用的分離膜的數量并結合污水處理的體量綜合評價，其中通過實現確定單位面積的分離膜的飽和吸附量數值，并結合其飽和吸附量以及污水體量，及處理前污水中重金屬離子的濃度等信息，計算出使用對應的分離膜后污水中的離子濃度m2，對m1和m2進行比較；若兩者差值小于0.5mg/l，則取兩者的數值分別與標準數值進行比對；若兩者差值在0.5mg/l-2mg/l之間，則取兩者中較大的數值與標準數值進行比對判斷是否達標；若兩者數值大于2mg/l，則判定為不合格；
17、由于分離設備上的離子濃度檢測裝置的精度一般會受限于裝置的型號和制造成本等，會相對較低，同時由于取樣的限制，往往不便于對分離裝置內部的污水進行不同區域的取樣，進而會導致分離裝置上的濃度檢測裝置的檢測結果存在一定的不確定性；因此單純依靠后期的檢測結構進行判定會存在一定的風險；因此本方案中再增加了一個根據分離膜的用量以及污水的體量進行推算的離子濃度，以此作為檢測裝置的校驗，以獲得更準確可靠的處理結果。
18、優選的，廢水預處理包括以下步驟：
19、將廢水進行離心處理，隨后使用微濾膜對離心后的廢水進行過濾處理，以去除廢水中的懸浮雜質；
20、對廢水進行加熱至溫度達到52-58℃；
21、隨后向廢水中添加一定量的鹽酸，以調節廢水的ph值為4.8-5.5。
22、在膜分離前，使用微濾膜將廢水中的懸浮的雜質去除掉，以避免在后續本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述廢水預處理包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述膜吸附過程中廢水溫度控制為55℃，所述廢水pH值控制為5。
4.根據權利要求3所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述mZIF-67@PSF膜的制備工藝包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述分離裝置包括罐體（1）；所述罐體（1）的上部安裝有蓋體（2）；所述蓋體（2）上設置有進料口；所述罐體（1）的底部設置有出料口；所述蓋體（2）上固定安裝有驅動電機（3）；所述罐體（1）內部設置有轉動架（4）；所述轉動架（4）與所述驅動電機（3）的輸出軸固定連接；所述轉動架（4）上均勻間隔安裝有吸附部件；所述吸附部件上安裝有分離膜（5）。
6.根據權利要求5所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述吸附部件包括安裝架（6）；所述安裝架
7.根據權利要求6所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述安裝架（6）靠近所述轉動架（4）的一側設置有用于調節所述分離膜（5）設置角度的調節部件；所述罐體（1）上固定安裝有離子濃度檢測器；所述離子濃度檢測器與所述控制器電性連接。
8.根據權利要求7所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述調節部件包括調節電機（11），所述轉動架（4）的一側設置有卡架（12）；所述卡架（12）上卡接有卡塊（13）；所述卡塊（13）一側固定安裝有調節電機（11）；所述調節電機（11）的輸出軸上固定安裝有轉動板（14）；所述轉動板（14）靠近安裝架（6）的一側固定安裝有拉力計（15）；所述拉力計（15）的另一側與所述安裝架（6）固定連接；
9.根據權利要求8所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述罐體（1）底部均勻間隔設置有一號口；所述蓋體（2）頂部均勻間隔設置有二號口，所述一號口與所述二號口之間通過回流管（20）聯通；所述回流管（20）外部設置有用于對污水進行加熱的加熱部件（21）。
10.根據權利要求9所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述分離膜（5）的邊緣處設置有加強線（22）；所述分離膜（5）的上沿長度方向均勻間隔設置有缺口（23）。
...【技術特征摘要】
1.一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述廢水預處理包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述膜吸附過程中廢水溫度控制為55℃，所述廢水ph值控制為5。
4.根據權利要求3所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述mzif-67@psf膜的制備工藝包括以下步驟：
5.根據權利要求1所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述分離裝置包括罐體（1）；所述罐體（1）的上部安裝有蓋體（2）；所述蓋體（2）上設置有進料口；所述罐體（1）的底部設置有出料口；所述蓋體（2）上固定安裝有驅動電機（3）；所述罐體（1）內部設置有轉動架（4）；所述轉動架（4）與所述驅動電機（3）的輸出軸固定連接；所述轉動架（4）上均勻間隔安裝有吸附部件；所述吸附部件上安裝有分離膜（5）。
6.根據權利要求5所述的一種用于混合物分離的膜分離工藝，其特征在于，所述吸附部件包括安裝架（6）；所述安裝架（6）安裝于所述轉動架（4）上；所述安裝架（6）內部轉動安裝有一號輥（7）；所述一號輥（7）上纏繞有分離膜（5）；
7....
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳靜怡，吳斌，劉裕，王子瑤，宋佳慧，李勇，王青，
申請(專利權)人：合肥大學，
類型：發明
國別省市：
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