含高浓度盐有机废水膜蒸馏脱盐及膜性能改进研究

发布时间：2021-11-21 11:42

　　伴随工业高速发展所产生的大量工业废水越来越对自然环境造成极大的危害。针对工业废水中的高盐度有机废水处理这一难题,在众多的处理方法中,膜蒸馏备受关注。这种方法具有不受限于溶液的浓度,所需真空压力较低,溶液处理温度较低等优点。然而目前市场上的膜很难符合膜蒸馏过程对疏水性能和自清洁性能的要求,所以研制出适合膜蒸馏应用的膜材料成为了该技术的关键。本文主要通过纳米石墨烯（GR）与纳米石墨烯/二氧化钛（GR/TiO₂）对聚偏氟乙烯（PVDF）膜进行改性,增强膜的疏水和抗污染性能,研究在减压膜蒸馏过程中膜的性能及操作条件对膜通量、截留率等性能的影响。首先研究了料液温度、料液流量、系统真空度和料液浓度等操作条件对膜通量、温度极化和截留率的影响。从实验结果中发现系统真空度与料液温度的增大,增强了跨膜传质的推动力,使膜通量也随之增大,但温度极化现象加重。料液流量的增大,削减了膜表面边界层的厚度,增大了减压膜蒸馏过程的膜通量,并减轻了温度极化现象。料液浓度的增大会使膜污染严重,降低膜通量。整个过程对盐分的截留率都达到了99.95%以上。其次对膜进行了石墨烯疏水改性,通过对膜进行表征,研... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 高盐度有机废水处理现状
    1.2 膜蒸馏概述
        1.2.1 膜蒸馏原理与发展
        1.2.2 膜蒸馏的应用
    1.3 膜蒸馏过程膜与膜材料的选择
    1.4 膜润湿、膜污染与极化现象
        1.4.1 膜润湿与膜污染
        1.4.2 极化现象
    1.5 膜的制备及性能改进
        1.5.1 膜的制备方法
        1.5.2 膜的改性
    1.6 本文研究内容及意义
第2章 PVDF膜减压膜蒸馏过程变量研究
    2.1 引言
    2.2 实验材料与仪器
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 真空膜蒸馏的传质传热模型
        2.3.1 VMD的传质过程
        2.3.2 VMD的传热过程
        2.3.3 温度极化
    2.4 VMD实验步骤
        2.4.1 VMD实验方法
        2.4.2 膜通量计算
        2.4.3 截留率计算
        2.4.4 VMD用膜参数
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 系统真空度对VMD过程的影响
        2.5.2 料液流速对VMD过程的影响
        2.5.3 料液温度对VMD过程的影响
        2.5.4 料液盐浓度对VMD过程的影响
    2.6 本章小结
第3章 石墨烯-PVDF混合基质膜的制备及应用
    3.1 引言
    3.2 实验材料与仪器
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
    3.3 G-PVDF膜的制备及表征方法
        3.3.1 G-PVDF膜的制备
        3.3.2 孔隙率的测定
        3.3.3 膜的平均孔径测定
        3.3.4 临界入水压力(LEP)测定
        3.3.5 接触角的测定
        3.3.6 傅里叶变换红外光谱(IR)分析
        3.3.7 表面形貌的观察(SEM)
        3.3.8 原子力显微镜(AFM)观察
        3.3.9 改性PVDF膜的DSC分析
        3.3.10 X射线衍射(XRD)分析
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 不同石墨烯含量的石墨烯-PVDF膜的性能表征
        3.4.2 石墨烯的含量对G-PVDF膜疏水性能的影响
        3.4.3 石墨烯的用量对G-PVDF膜结构的影响
        3.4.4 石墨烯的用量对G-PVDF膜性能的影响
        3.4.5 VMD实验测试
    3.5 本章小结
第4章 TiO_2-石墨烯-PVDF混合基质膜的制备及应用
    4.1 引言
    4.2 实验材料与仪器
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
    4.3 TiO_2-G-PVDF膜的制备及表征方法
        4.3.1 TiO_2-G-PVDF膜的制备
        4.3.2 孔隙率的测定
        4.3.3 膜的平均孔径测定
        4.3.4 临界入水压力(LEP)测定
        4.3.5 接触角的测定
        4.3.6 傅里叶变换红外光谱(IR)分析
        4.3.7 表面形貌的观察(SEM)
        4.3.8 原子力显微镜(AFM)观察
        4.3.9 改性PVDF膜的DSC分析
        4.3.10 X射线衍射(XRD)分析
    4.4 VMD实验方法
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 TiO_2-G膜的化学组成分析
        4.5.2 二氧化钛和石墨烯的加入对PVDF膜疏水性能的影响
        4.5.3 TiO_2 的加入对PVDF膜结构的影响
        4.5.4 TiO_2 与石墨烯的加入对膜结构性能的影响
        4.5.5 VMD实验研究
    4.6 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3509448