荷正電納濾膜的制備及其在染色廢水處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、本課題圍繞廢水處理領(lǐng)域?qū)Ω咝阅?、低成本納濾膜的巨大需求，結(jié)合中空纖維膜比表面積高、制造簡(jiǎn)單以及浸沒(méi)式工藝高效率低能耗的特點(diǎn)，開(kāi)展了荷正電中空纖維復(fù)合納濾膜的制備及其在染色廢水處理中的應(yīng)用研究。
　　實(shí)驗(yàn)采用表面涂覆交聯(lián)工藝，以聚丙烯(PP)中空纖維超濾膜為基膜、親水性高分子聚季銨鹽(PQ-10)/聚乙烯醇(PVA)為功能涂覆材料、戊二醛(GA)為交聯(lián)劑，制備PQ-10/PP復(fù)合納濾膜。從聚合物濃度、交聯(lián)劑濃度、涂覆時(shí)間、交聯(lián)時(shí)間、

2、添加劑濃度等膜制備參數(shù)入手，探討并優(yōu)化了正電性復(fù)合納濾膜的制備方法和工藝，獲得復(fù)合納濾膜的最佳成膜條件。實(shí)驗(yàn)采用掃描式電子顯微鏡(SEM)、衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)、接觸角測(cè)試儀和Zeta電位儀等儀器對(duì)PQ-10/PP復(fù)合納濾膜的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征。采用加壓過(guò)濾實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)研究了得到的PQ-10/PP復(fù)合納濾膜的截留分子量(MWCO)、水滲透系數(shù)(PWP)以及對(duì)不同無(wú)機(jī)鹽水溶液的分離性能。最后，采用浸沒(méi)式過(guò)濾工

3、藝，研究了PQ-10/PP復(fù)合納濾膜對(duì)有機(jī)染料分子的脫除性能以及處理染色廢水的性能、膜污染機(jī)理及清洗工藝。得到以下結(jié)論:
　　(1)紅外分析證實(shí)，通過(guò)PQ-10、PVA與GA的交聯(lián)反應(yīng)，可成功在PP基膜表面生成活性分離層，獲得PQ-10/PP復(fù)合膜。掃描電子顯微鏡的分析結(jié)果表明，得到的PQ-10/PP復(fù)合膜的選擇分離層厚度約為0.3μm，且致密、平整。Zeta電位測(cè)試顯示，PQ-10/PP復(fù)合膜在pH為3-9時(shí)均呈正電。
　

4、　(2)聚合物濃度、交聯(lián)劑濃度、涂覆時(shí)間、交聯(lián)時(shí)間、添加劑濃度等影響PQ-10/PP復(fù)合膜的性能。聚合物濃度和交聯(lián)時(shí)間增加，復(fù)合膜對(duì)無(wú)機(jī)鹽的截留率上升，滲透通量下降;涂覆時(shí)間和添加劑增加，膜對(duì)無(wú)機(jī)鹽截留率先上升后下降。PQ-10/PP復(fù)合膜的最佳制備條件確定為:PQ-10濃度=2.5w/v％、GA濃度=1.7w/v％、涂覆時(shí)間=10min、交聯(lián)時(shí)間=13.5h、添加劑含量=1.0w/v％。所制備的PQ-10/PP復(fù)合膜在25℃、0.3M

5、Pa下，對(duì)500mg/lCaCl2和NaCl溶液的截留率分別為92.3％和41.2％，純水通量為31.1l·m-2·h-1。
　　(3)PQ-10/PP復(fù)合納濾膜對(duì)不同無(wú)機(jī)鹽的截留順序?yàn)?CaCl2(91.3％)＞MgCl2(86.9％)＞KCl(41.8％)＞NaCl(38.8％)＞MgSO4(25.1％)＞CaSO4(24.2％)，且復(fù)合膜對(duì)無(wú)機(jī)鹽的截留率隨鹽溶液濃度的增加而下降，體現(xiàn)了典型的荷正電高分子納濾膜的分離特征。PQ

6、-10/PP復(fù)合納濾膜的截留分子量約為685Da，對(duì)維多利亞藍(lán)B、燦爛綠和剛果紅的截留率均大于95.0％。膜對(duì)染料的分離性能受染料濃度、無(wú)機(jī)鹽濃度等的影響。
　　(4)采用浸沒(méi)式過(guò)濾工藝，PQ-10/PP復(fù)合納濾膜可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)染色廢水的脫色和降COD。在0.07MPa、25℃下，PQ-10/PP復(fù)合納濾膜處理染色廢水的滲透通量為4.2l·m-2·h-1、COD去除率為73.6％、脫色率為63.3％，而處理經(jīng)生化處理的染色廢水的滲透