PVDF膜的亲水改性及在洗毛废水处理中的应用

发布时间：2017-09-01 17:22

  本文关键词：PVDF膜的亲水改性及在洗毛废水处理中的应用

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【摘要】：随着工业化的不断发展,工业污水对环境造成的影响越来越严重。其中含油废水是一种常见的工业污水,它主要来自于石油化工、钢铁、纺织、机械加工等部门。羊毛洗毛废水是纺织行业中存在的典型含油废水,这种废水浓度高、成分复杂,主要含有羊毛脂、泥沙、羊粪、杂草、洗涤剂等杂质。若是将这种污水直接排放到自然环境中,会导致水体COD含量高、破坏人类的生存环境和危害动植物健康。膜处理技术是一种新型的污水处理技术,它的优点是占地面积小、能耗低、易操作、无二次污染等。传统的高分子膜处理含油废水时常常因为亲水性较差而易受油类物质污染,通量快速降低,因此对膜进行亲水改性是非常必要的。本文首先制备了高亲水性、抗污染的磺基甜菜碱型PVDF膜和离子响应型的PVDF膜。再通过模拟洗毛废水,研究了羊毛脂浓度、温度、pH、表面活性剂浓度对膜分离洗毛废水的影响,最后将这两种膜分别分离真实洗毛废水。采用的方法是先对洗毛废水进行酸沉淀预处理,除去其中的泥沙、土杂等杂质,然后用膜过滤。未处理的洗毛废水COD值为18120 mg/L,经过酸沉淀再用磺基甜菜碱型PVDF膜过滤后,滤液的COD值降低到2002 mg/L,CODcr去除率为89%,通量为917 L.m-2.h-1.bar-1。经过酸沉淀再用离子响应型PVDF膜过滤后,滤液的COD值降低到1613 mg/L,CODcr去除率为91.1%,通量为120 L.m-2.h-1.bar-1,这两种膜大大降低了洗毛废水的COD值,并且保持了较高的通量。
【关键词】：羊毛洗毛废水 PVDF膜 亲水改性 羊毛脂 酸沉淀
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-27
• 1.1 引言11-12
• 1.2 亲水改性有机高分子膜在油水分离领域的研究进展12-16
• 1.2.1 物理改性12-14
• 1.2.1.1 共混改性12-13
• 1.2.1.2 表面涂覆13-14
• 1.2.2 化学改性14-16
• 1.3 其他材料在油水分离领域的研究进展16-19
• 1.3.1 金属丝网材料16-17
• 1.3.2 碳管膜材料17-18
• 1.3.3 海绵材料18
• 1.3.4 织物材料18-19
• 1.4 羊毛洗毛废水处理的研究进展19-21
• 1.5 课题研究内容与意义21
• 参考文献21-27
• 第二章 磺基甜菜碱型PVDF膜的制备及在油水分离上的应用27-41
• 2.1 前言27-28
• 2.2 实验材料与仪器28-31
• 2.2.1 实验材料28
• 2.2.2 实验仪器28
• 2.2.3 磺基甜菜碱型PVDF膜的制备方法及流程28-29
• 2.2.4 Poly(HEMA-co-DMAEMA)共聚物的合成29
• 2.2.5 制备PVDF/PHD共混膜29-30
• 2.2.6 制备磺基甜菜碱型的PVDF/PHS共混膜30
• 2.2.7 异辛烷水包油乳液的制备30
• 2.2.8 膜的红外光谱表征(ATR-FTIR)30
• 2.2.9 膜的表面形貌表征（SEM）30
• 2.2.10 膜的浸润性表征（CA）30
• 2.2.11 膜通量的表征30-31
• 2.2.12 膜的抗污染性能表征31
• 2.2.13 膜的分离性能表征31
• 2.3 结果与讨论31-37
• 2.3.1 磺基甜菜碱型PVDF共混膜的红外表征31-32
• 2.3.2 磺基甜菜碱型PVDF共混膜的形貌表征32-33
• 2.3.3 磺基甜菜碱型PVDF共混膜的表面浸润性表征33
• 2.3.4 磺基甜菜碱型PVDF共混膜的抗污染性能表征33-36
• 2.3.5 磺基甜菜碱型PVDF共混膜的分离性能表征36-37
• 2.4 小结37
• 参考文献37-41
• 第三章 离子响应型PVDF膜的制备及在油水分离上的应用41-50
• 3.1 前言41
• 3.2 实验部分41-44
• 3.2.1 实验材料41-42
• 3.2.2 实验仪器42
• 3.2.3 离子响应型PVDF膜的制备方法及流程42-43
• 3.2.4 PAA-g-PVDF的合成43
• 3.2.5 制备PAA-g-PVDF膜43
• 3.2.6 制备超支化PEI接枝的PAA-g-PVDF膜43
• 3.2.7 制备(P_3O_(10))~(5-)离子化的PEI-g-PVDF膜43-44
• 3.2.8 十六烷水包油乳液的制备44
• 3.2.9 膜的表面形貌表征（SEM）44
• 3.2.10 膜的X-射线光电子能谱表征(XPS)44
• 3.2.11 膜的浸润性表征（CA）44
• 3.2.12 膜的环境稳定性表征44
• 3.2.13 膜通量的表征44
• 3.2.14 膜的抗污染性能表征44
• 3.3 结果与讨论44-48
• 3.3.1 (P_3O_(10))~(5-)离子化膜的表面形貌SEM表征44-45
• 3.3.2 (P_3O_(10))~(5-)离子化膜的XPS表征45
• 3.3.3 (P_3O_(10))~(5-)离子化膜的浸润性表征45-46
• 3.3.4 (P_3O_(10))~(5-)离子化膜的环境稳定性表征46-47
• 3.3.5 (P_3O_(10))~(5-)离子化膜的抗污染性能表征47-48
• 3.4 小结48
• 参考文献48-50
• 第四章 亲水改性PVDF膜在分离洗毛废水中的应用50-65
• 4.1 前言50
• 4.2 实验部分50-52
• 4.2.1 实验材料50-51
• 4.2.2 实验仪器51
• 4.2.3 羊毛脂乳液的制备51
• 4.2.4 膜通量的表征51
• 4.2.5 洗毛废水的分离效果表征51-52
• 4.3 结果与讨论52-63
• 4.3.1 羊毛脂浓度对磺基甜菜碱型PVDF膜分离羊毛脂乳液的影响52-53
• 4.3.2 乳液温度对磺基甜菜碱型PVDF膜分离羊毛脂乳液的影响53-55
• 4.3.3 乳液pH对磺基甜菜碱型PVDF膜分离羊毛脂乳液的影响55-56
• 4.3.4 表面活性剂SDS对磺基甜菜碱型PVDF膜分离羊毛脂乳液的影响56-57
• 4.3.5 羊毛脂浓度对阴离子化PVDF膜分离羊毛脂乳液的影响57-59
• 4.3.6 乳液温度对离子化PVDF膜分离羊毛脂乳液的影响59-60
• 4.3.7 乳液pH对离子化PVDF膜分离羊毛脂乳液的影响60-61
• 4.3.8 表面活性剂SDS浓度对离子化PVDF膜分离羊毛脂乳液的影响61-63
• 4.4 分离真实羊毛洗毛废水63
• 4.5 小结63-64
• 参考文献64-65
• 第五章 结论65-67
• 硕士期间发表的学术论文67-68
• 致谢68-69

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本文编号：773426