用于焦化污水处理超滤膜制备及其应用研究

发布时间：2020-07-17 08:14

【摘要】：聚偏氟乙烯（PVDF）是一种具有优良的化学稳定性和热稳定性、机械强度高、价格便宜的制膜高分子材料。本文研究以PVDF为原料制备应用于焦化污水处理的分离膜。通过正交实验确定基膜制备最佳条件，后通过单因素实验确定致孔剂的用量。应用涂覆改性和共混改性方法对PVDF基膜进行改性处理，考察改性膜对焦化污水的处理效果。首先，PVDF基膜制备应用正交实验法确定制膜最佳条件。确定的制膜最佳条件为：15%PVDF/2.4%PVP/1.6%LiCl/81%DMAc在75℃下搅拌反应，凝固浴温度为35℃，此时膜纯水通量为383.75L/m2·h，COD截留率为77.3%，孔隙率为84.0%，接触角为66.1°。然后，选择纳米TiO2涂覆改性PVDF膜，考察涂覆浓度和时间对改性效果的影响。实验结果表明，当TiO2浓度（质量浓度）为0.5%，涂覆时间为18h时膜性能最佳。此时膜的纯水通量为316.43L/m2·h，COD截留率为80.62%，孔隙率为81.34%，表面接触角为41.25°。可见改性后膜保持了较高的纯水通量且表面亲水性也有所改善。之后，选择纳米TiO2和经过PEG修饰的纳米TiO2共混改性PVDF膜。由纳米TiO2共混改性实验发现，当纳米TiO2的共混浓度为0.4%时膜性质相对较好，此时膜纯水通量为225.27L/m2·h，COD截留率为71.54%，孔隙率为83.50%，接触角为57.75°。PEG-TiO2共混改性时，修饰剂PEG的添加量为0.12%时，膜的性质最佳，此时纯水通量为308.48L/m2·h，COD截留率为79.19%，膜孔隙率为86.78%，表面接触角为54.20°。由此可见膜表面亲水性得到了改善，使膜抗污染能力增强。最后，应用改性膜对高浓度焦化污水COD进行脱除实验，经测试发现，PEG-TiO2共混膜具有较高的COD截留率、纯水通量恢复率，可进一步研究该膜应用于焦化污水预处理段除油过程。该膜的纯水通量为308.48L/m2·h，在处理COD值为5125.40mg/L的高浓度焦化污水时，COD截留率为82.86%，污水通量基本稳定在151.94L/m2·h左右，纯水通量恢复率可达到87.81%。由此可知，PEG-TiO2共混膜对高浓度焦化污水处理效果明显，且抗污染性强，重复利用率高。综合本次研究实验结果可知，PEG-TiO2共混改性PVDF膜较适合处理焦化污水，可进一步研究其焦化污水工业应用。
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X784;TQ051.893

【参考文献】