改性超滤膜去除水中典型环境激素的研究

发布时间：2017-09-12 04:22

  本文关键词：改性超滤膜去除水中典型环境激素的研究

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【摘要】：随着水资源的匮乏和水污染问题的日益严峻及人们对饮用水水质安全的重视性的提高,饮用水的水质安全问题已受到越来越多的关注。我国由于发展初期对于水污染问题的忽视,导致水源水水质出现了各种严重问题。传统的水处理工艺虽然能够对水中的部分大肠杆菌、胶体物质和悬浮物质进行去除,但对于水体中的环境激素类的有机物质去除效果不明显。所以利用膜分离技术,尤其是超滤膜技术去除水体中的环境激素愈发受到重视。三氯生和三氯卡班作为环境激素中的一类物质,虽然低剂量的存在对人体不造成危害,但是大量的使用,通过生物富集作用,可以对水体环境中的藻类、生物类造成影响,进而影响人类健康。本实验利用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯比咯烷酮(PVP)和氧化石墨烯在浸没沉淀相转化法下制备改性超滤膜。改性超滤膜质量配比为:PVDF的质量分数在20wt%~24wt%,PVP的质量分数在2.44wt%,氧化石墨烯质量分数在0.81wt%。经过改性后的超滤膜膜通量提高了18倍,截留率下降10%左右,仍能够满足对水中的大肠杆菌、胶体物质和部分有机物质的去除。利用实验室自制的错过过滤试验装置和水浴恒温振荡仪分别进行超滤膜的动态截留吸附实验和静态吸附实验,对水中三氯生和三氯卡班进行去除实验。并对比两种膜对不同初始浓度下的典型环境激素的去除效能。分析发现,在实验中,改性超滤膜对水中的环境激素的去除效果比未改性前的超滤膜去除效果好,在静态试验中,超滤膜分别对水中的三氯生和三氯卡班进行静态吸附实验,氧化石墨烯改性超滤膜对环境激素的去除效果高于PVDF超滤膜的去除效果,结果表明,不同初始浓度下的超滤膜对环境激素的吸附率不受影响;并且在动态试验中,超滤膜对三氯生和三氯卡班的混合溶液的去除发现,超滤膜优先对混合溶液中的三氯卡班进行去除;不同的初始浓度会影响膜的吸附容量,但对膜的去除率和膜通量下降情况影响不大;超滤膜对高浓度的混合溶液的去除在达到平衡时的剩余浓度比低浓度的混合溶液在达到平衡时剩余浓度高。超滤膜的吸附反应对三氯生的去除起主要作用。膜的吸附容量与三氯生初始浓度成正比关系,浓度越高,吸附容量越大。超滤膜对三氯生的吸附规律遵循Freundlich吸附等温线,即超滤膜表面是利用多种吸附位点对三氯生进行吸附反应,并且是按照1∶1比例进行吸附;在超滤膜的吸附过程中,不同初始浓度的三氯生只影响超滤膜的平衡吸附量和吸附速率,不影响平衡吸附率,符合拟一级反应动力学特征。最后,对今后本课题的进一步研究工作提出了一些建议。
【关键词】：超滤膜 饮用水 三氯生 三氯卡班 吸附
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.2
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 环境激素的概述11-14
• 1.1.1 环境激素的来源与种类11-12
• 1.1.2 环境激素的作用机理12
• 1.1.3 环境激素的危害12-14
• 1.2 超滤膜分离技术的制备及其发展14-19
• 1.2.1 超滤膜研究进展14-16
• 1.2.2 超滤膜改性研究进展16-19
• 1.3 水中典型环境激素在水处理工艺中的研究进展19-23
• 1.3.1 传统水处理工艺对环境激素的去除19-20
• 1.3.2 深度水处理工艺对环境激素的去除20-23
• 1.4 课题研究目的、意义和技术路线23-27
• 1.4.1 课题研究目的、意义23-24
• 1.4.2 研究内容24-25
• 1.4.3 技术路线25-27
• 第二章 实验材料和研究方法27-33
• 2.1 实验材料27-28
• 2.1.1 实验试剂和材料27
• 2.1.2 实验仪器与实验装置27-28
• 2.2 实验方法28-30
• 2.2.1 掺杂型纳米TiO2改性超滤膜的制备28
• 2.2.2 死端过滤实验28-29
• 2.2.3 错流过滤实验29-30
• 2.3 超滤膜实验参数30-31
• 2.3.1 膜水通量的测定30
• 2.3.2 膜截留率的测定30-31
• 2.3.3 膜静态吸附量及静态吸附率31
• 2.4 超滤膜结构表征31-32
• 2.5 超滤膜能谱分析32-33
• 第三章 超滤膜结构表征及性能分析33-39
• 3.1 超滤膜纯水通量及截留率分析33-34
• 3.1.1 材料配比33
• 3.1.2 超滤膜纯水通量及截留率33-34
• 3.2 超滤膜结构表征分析34-37
• 3.3 超滤膜能谱分析37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 超滤膜对水中典型环境激素的静态吸附实验研究39-65
• 4.1 超滤膜去除纯水中的典型环境激素39-51
• 4.1.1 超滤膜去除纯水中的典型环境激素的静态吸附实验39-48
• 4.1.2 超滤膜去除纯水中的典型环境激素的动态截留吸附实验48-51
• 4.2 超滤膜对地表水中典型环境激素的动态实验51-54
• 4.2.1 氧化石墨烯改性膜对不同初始浓度的混合溶液的截留吸附51-53
• 4.2.2 添加PVP的PVDF超滤膜对不同初始浓度的混合溶液的截留吸附53-54
• 4.3 超滤膜的吸附动力学54-63
• 4.3.1 吸附等温线55-57
• 4.3.2 吸附条件的影响57-61
• 4.3.3 超滤膜吸附动力学61-63
• 4.4 本章小结63-65
• 第五章 结论与建议65-67
• 5.1 结论65
• 5.2 建议65-67
• 参考文献67-75
• 致谢75-77
• 附录77

【参考文献】

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本文编号：835066