含酚废水酚分离回收用PP膜基支撑液膜表面改性研究

发布时间：2017-10-14 11:17

  本文关键词：含酚废水酚分离回收用PP膜基支撑液膜表面改性研究

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【摘要】：支撑液膜萃取技术作为一种新兴的分离回收酚类物质的技术,具有低能耗、萃取剂用量少、操作简便等特点。但液膜流失严重和运行不稳定等问题制约了其工业化应用。本论文进行了两方面的研究,首先以聚丙烯(PP)中空纤维膜为支撑体,以浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液作为反萃取相,采用支撑液膜萃取技术对高浓度煤气化含酚废水中酚的分离回收过程进行研究。实验通过研究不同稀释剂如煤油、芝麻油、橄榄油对煤气化含酚废水萃取过程的影响,结果表明煤油作为稀释剂,萃取效果最佳;研究了混合萃取剂如正辛醇和磷酸三丁酯(TBP)混合液、三烷基氧化膦(TRPO)和二(2-乙基己基)磷酸(P204)混合液及TBP与P204混合液对含酚废水萃取效果的影响,结果表明P204和TRPO混合液作为萃取剂,萃取效果最优;探讨了支撑液膜体系的传质方式如两相通道和流向的选择及搅拌速率,反萃取相温度等对支撑液膜体系的萃取效果的影响,结果表明当料液相走管程、反萃取相走壳程、搅拌速率为100rpm、反萃取相温度为20℃时,液膜体系除酚效果最佳。此外,为了提高支撑液膜体系的稳定性,采用氟硅烷聚合物和纳米二氧化硅对聚丙烯中空纤维膜进行涂覆改性,确定的疏水改性条件为:涂覆液组分为0.03mol/LFAS-C8,二氧化硅质量浓度为0.15%,溶剂为正己烷,循环负压涂覆1h;对改性后的聚丙烯膜通过SEM、EDS、傅里叶红外表征、接触角和机械强度测试进行表征,实验发现改性后的膜丝表面更粗燥、机械强度有所增加;采用改性后的膜组件进行了中试实验,并探讨了支撑液膜体系在中试下的稳定性。实验结果表明处理后的废水酚类物质含量控制在423.3mg/L左右,满足后续生化处理的要求。
【关键词】：支撑液膜 煤气化 酚 膜改性 稳定性
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 前言9
• 1.2 煤气化废水的来源与危害9-10
• 1.2.1 煤气化废水的来源9
• 1.2.2 煤气化废水的特点与危害9-10
• 1.3 煤气化废水的处理现状10-17
• 1.3.1 预处理10-14
• 1.3.2 生化处理14-16
• 1.3.3 深度处理16-17
• 1.4 支撑液膜概述17-22
• 1.4.1 支撑液膜技术的分类和特点17-18
• 1.4.2 支撑液膜技术的应用18-19
• 1.4.3 支撑液膜不稳定性研究19-22
• 1.5 课题来源与主要内容22-24
• 1.5.1 课题来源22
• 1.5.2 课题的研究目的与意义22
• 1.5.3 课题的主要研究内容22-24
• 第2章 实验材料与方法24-33
• 2.1 实验材料与仪器24-26
• 2.2 实验中使用的膜材料26-28
• 2.2.1 小试实验用的原始膜26-27
• 2.2.2 中试实验用的原始膜27-28
• 2.3 实验水质分析28-29
• 2.4 实验步骤与分析方法29-33
• 2.4.1 实验步骤29-31
• 2.4.2 分析方法31-33
• 第3章 支撑液膜萃取体系优化研究33-49
• 3.1 引言33
• 3.2 液膜相的选择对萃取效果的影响33-38
• 3.2.1 稀释剂的选择33-35
• 3.2.2 混合萃取剂对除酚率的影响35-38
• 3.3 传质方式的选择38-40
• 3.3.1 两相流向的选择39
• 3.3.2 两相通道的选择39-40
• 3.4 相比的选择40-42
• 3.4.1 料液相中水油相比的选择41
• 3.4.2 反萃取相中相比的选择41-42
• 3.5 进水压力的选择42-43
• 3.6 搅拌速率的选择43-44
• 3.7 反萃取相温度的选择44-45
• 3.8 支撑液膜体系稳定性研究45-47
• 3.8.1 处理 15L废水液膜体系平衡时间的确定45-46
• 3.8.2 处理 15L废水液膜体系稳定性分析46-47
• 3.9 本章小结47-49
• 第4章 液膜支撑体疏水改性及液膜稳定性研究49-67
• 4.1 引言49-50
• 4.2 中空纤维改性膜表征50-55
• 4.2.1 SEM和EDS表征50-52
• 4.2.2 红外表征52-53
• 4.2.3 接触角测试53-54
• 4.2.4 机械强度测试54-55
• 4.3 聚丙烯膜改性条件的确定55-61
• 4.3.1 涂覆液中FAS-C8浓度的确定55-56
• 4.3.2 涂覆液中疏水SiO2用量的确定56-58
• 4.3.3 涂覆时间的确定58-59
• 4.3.4 改性后支撑液膜萃取体系的稳定性分析59-61
• 4.4 支撑液膜在中试条件下稳定性测试61-64
• 4.4.1 中试条件下支撑液膜体系平衡时间的确定61-62
• 4.4.2 中试条件下支撑液膜体系稳定时间的确定62-63
• 4.4.3 长期运行实验稳定性分析63-64
• 4.5 效益分析64-65
• 4.5.1 经济效益分析64-65
• 4.5.2 社会与环境效益分析65
• 4.6 本章小结65-67
• 结论67-69
• 展望69-70
• 参考文献70-76
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文76-78
• 致谢78

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本文编号：1030753