PVDF中空纤维膜的制备及其在污染河道修复中的应用

发布时间：2024-01-27 15:41

　　中空纤维膜无泡曝气是一种河道污染生态修复技术,可以有效提高河道水质。制备高质量的中空纤维膜是该项技术成功的关键。论文针对普通中空纤维膜强度低、亲水性有待提高等问题,研究了涤纶编织管增强型聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜的制备以及致孔剂、表面活性剂的使用对中空纤维膜亲水性等性能的影响,并用所制备的中空纤维膜进行了曝气系统的设计搭建和实际应用。论文引入涤纶编织管作为中空纤维膜的增强体,使用自制的涂覆装置和纺丝设备制备增强型中空纤维膜。在此基础上,研究两种致孔剂PVP-K30和PEG-400对增强型中空纤维膜纯水通量、孔径分布、孔隙率和力学性能的影响。研究表明,增强体的引入能较大程度的提高膜的强度,其断裂强度高达190 MPa,相比普通中空纤维膜提高近10倍。同时,PVP-K30和PEG-400都能提高膜的孔隙率和通透性,在膜表面的开孔效果和提高膜的拔出与爆破强度方面,PVP-K30要优于PEG-400,而在抑制大孔生成和降低膜表面接触角方面,PEG-400有明显优势。当加入6wt%PVP-K30和4wt%PEG-400时,除拔出和爆破强度有小幅下降外,其他各项性能优异,纯水通量更是达到71...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 中空纤维膜无泡曝气技术介绍
        1.2.1 中空纤维膜无泡曝气技术特点
        1.2.2 中空纤维膜无泡曝气技术原理
    1.3 中空纤维膜
        1.3.1 中空纤维膜的制备工艺
        1.3.2 增强型中空纤维膜
        1.3.3 增强型中空纤维膜的研究进展
            1.3.3.1 复合增强型中空纤维膜
            1.3.3.2 纤维增强型中空纤维膜
            1.3.3.3 纤维管增强型中空纤维膜
    1.4 增强型中空纤维膜的应用现状
        1.4.1 微滤(MF)/超滤(UF)
        1.4.2 纳滤(NF)/反渗透(RO)
        1.4.3 膜生物反应器(MBR)
    1.5 课题研究目的、意义与主要内容
        1.5.1 课题研究目的、意义
        1.5.2 课题研究的主要内容
第二章 增强型中空纤维膜的制备与表征
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料和仪器
        2.1.2 增强型中空纤维膜的制备
    2.2 测试方法与表征
        2.2.1 形貌
        2.2.2 力学性能测试
        2.2.3 水接触角测试
        2.2.4 纯水通量测试
        2.2.5 孔隙率测试
        2.2.6 孔径分布测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 形貌分析
        2.3.2 力学性能
        2.3.3 接触角
        2.3.4 纯水通量
        2.3.5 孔径分布分析、孔径及孔隙率
    2.4 本章小结
第三章 中空纤维膜的亲水性改善研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验原料和仪器
        3.1.2 亲水性增强型中空纤维膜的制备
    3.2 测试与表征
        3.2.1 水接触角测试
        3.2.2 形貌分析
        3.2.3 孔隙率测试
        3.2.4 孔径分布测试
        3.2.5 纯水通量测试
        3.2.6 力学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 接触角
        3.3.2 形貌
        3.3.3 孔径分布分析、孔径及孔隙率
        3.3.4 纯水通量
        3.3.5 力学性能
    3.4 本章小结
第四章 中空纤维膜无泡曝气系统在污染河道中的应用
    4.1 项目概况
    4.2 无泡曝气系统设计
        4.2.1 膜组件设计与制作
        4.2.2 供气装置设计
    4.3 试验方法与水质分析方法
    4.4 中空纤维膜无泡曝气在受污染河道中的长期运行情况
        4.4.1 挂膜期间生物膜的变化情况
        4.4.2 长期运行对DO的变化情况
        4.4.3 长期运行对浊度的变化情况
        4.4.4 长期运行对COD的去除效果
        4.4.5 长期运行对NH₃-N的去除效果
        4.4.6 长期运行对TP的去除效果
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 论文的创新点
    5.3 不足与展望
参考文献
攻读硕士期间研究成果
致谢



本文编号：3887220