层层自组装法制备PVDF/TiO 2 改性膜及其在膜生物反应器中的应用

发布时间：2022-11-05 11:22

　　膜生物反应器（MBR）是将生物处理工艺与膜分离技术耦合的一种新型高效污水处理技术。由于其具有出水水质好、有机负荷高、污泥产量少和占地面积小等优点,已被逐步推广应用于城市/生活污水和工业废水的处理。然而,MBR运行过程中的膜污染一直是制约MBR稳定运行和推广应用的主要瓶颈。在膜污染控制方面,对膜材料的表面改性成为MBR系统的研究热点之一。通过静电沉积层层自组装法制备具有不同TiO₂沉积层数的聚偏氟乙烯（PVDF）/TiO₂改性膜。采用扫描电镜、傅里叶红红外光谱仪、X射线衍射仪、能谱仪和原子力显微镜等对PVDF/TiO₂改性膜进行了表征,并考察了PVDF/TiO₂改性膜的光催化和抗污染性能。结果表明,（TiO₂/PSS）₇改性膜表现出最佳的光催化活性和抗污染性能。PVDF/TiO₂改性膜的通量和抗污染性均高于PVDF膜,表明TiO₂纳米颗粒在PVDF膜的沉积可改善膜的亲水性并赋予膜光催化性能。PVDF/TiO

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
    1.1 膜生物反应器废水处理技术
        1.1.1 膜生物反应器的构型及特点
        1.1.2 膜生物反应器中的膜污染
    1.2 移动床生物膜反应器废水处理技术
        1.2.1 移动床生物膜反应器的原理及特点
        1.2.2 复合式MBR的应用与发展
    1.3 膜污染
        1.3.1 膜污染的形成机制
        1.3.2 膜污染物质
        1.3.3 膜污染清洗
    1.4 膜改性
        1.4.1 膜材料的改性
        1.4.2 膜表面的改性
        1.4.3 纳米二氧化钛颗粒改性PVDF膜研究进展
    1.5 本研究的目的及主要内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
第2章 实验材料与分析方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 进水组成
        2.1.2 膜组件
        2.1.3 生物载体
        2.1.4 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 实验装置
        2.3.1 光催化-膜反应器
        2.3.2 移动床膜生物反应器
    2.4 分析方法
        2.4.1 膜性能测定
        2.4.2 生物膜的镜检和生物量分析
        2.4.3 膜表面滤饼层中EPS的提取与分析
        2.4.4 常规水质分析
    2.5 膜的结构及形貌表征
第3章 PVDF/TiO_2改性膜的制备及其性能
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 PVDF膜的预处理
        3.2.2 PVDF/TiO_2改性膜的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PVDF/TiO_2改性膜的结构表征
        3.3.2 PVDF/TiO_2改性膜的光催化性能
        3.3.3 PVDF/TiO_2改性膜的抗污染性
        3.3.4 PVDF/TiO_2改性膜在膜反应器中的运行效果
        3.3.5 PVDF/TiO_2改性膜的自清洁性能
    3.4 xDLVO理论对PVDF/TiO_2改性膜抗污染性能热力学分析
    3.5 小结
第4章 移动床膜生物反应器中PVDF/TiO_2改性膜的抗污染性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 生物膜挂膜
        4.2.2 实验水质
        4.2.3 实验安排
        4.2.4 污水中污染物去除率分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 生物膜的挂膜驯化
        4.3.2 MBMBR与MB-UVPMBR运行效果比较
        4.3.3 MBMBR与MB-UVPMBR膜污染情况比较
        4.3.4 MBMBR与MB-UVPMBR混合液对膜污染的影响
        4.3.5 MB-UVPMBR中PVDF/TiO_2改性膜的光催化性能
        4.3.6 MB-UVPMBR系统中PVDF/TiO_2改性膜的自清洁性能
    4.4 小结
第5章 MB-UVPMBR系统对印染废水的处理性能
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验水质
        5.2.2 实验安排
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 MBMBR与MB-UVPMBR运行效果比较
        5.3.2 MBMBR与MB-UVPMBR膜污染情况比较
        5.3.3 MBMBR与MB-UVPMBR膜污染的阻力分布
        5.3.4 MBMBR与MB-UVPMBR混合液对膜污染的影响
    5.4 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 缩写检索表
攻读学位期间发表的论文及取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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[3]Surface modification of polypropylene non-woven fibers with TiO2 nanoparticles via layer-by-layer self assembly method:Preparation and photocatalytic activity[J]. Suttipan Pavasupree,Stephan T.Dubas,Ratthapol Rangkupan.  Journal of Environmental Sciences. 2015(11)
[4]THE FLOW PATTERNS OF BUBBLE PLUME IN AN MBBR[J]. LI Shi-rong Key Laboratory of Northwest Water Resources and Environmental Ecology of Ministry of Education, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China Oil Production Plant of No. 4 Changqing Oilfield Company, China National Petroleum Corporation,Jing Bian 718500, China, CHENG Wen, WANG Meng, CHEN Chen Key Laboratory of Northwest Water Resources and Environmental Ecology of Ministry of Education, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China.  Journal of Hydrodynamics. 2011(04)
[5]膜生物反应器废水处理工艺的研究进展[J]. 黄霞,桂萍,范晓军,汪诚文,钱易.  环境科学研究. 1998(01)



本文编号：3702511