基于PVDF纳米纤维膜的膜蒸馏技术处理印染废水的研究

发布时间：2017-03-31 04:08

  本文关键词：基于PVDF纳米纤维膜的膜蒸馏技术处理印染废水的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：印染废水关系到环境问题,是研究热点,印染废水处理一直受各部门关注,有效处理印染废水,对于生态和环境的保护极其关键;印染废水传统处理方法有生物法、物理法、化学法等;本论文采用减压膜蒸馏处理印染废水,并以印染废水为实验对象,对减压膜蒸馏过程影响因素及传热机理进行深入、系统的研究。减压膜蒸馏是膜蒸馏的一种,作为新型膜分离技术,其主要组成部件有疏水性多孔膜、蒸汽分离组件、蒸汽发生器、蒸汽收集装置;疏水性多孔膜材料可将气体和液体分开,通过真空泵将蒸汽抽离至冷却装置,达到冷却收集的目的,该过程类似减压蒸馏;实验中采用的膜材料为聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,使用过程中表现出良好的疏水性,耐酸碱,韧性较好,理化性质稳定,造价相对低廉,是减压膜蒸馏的理想材料。考虑到换热过程的充分性,本实验采用错流式膜蒸馏组件,通过单因素实验考察各外部因素对实验结果的影响。首先,对NaOH溶液进行膜蒸馏处理,依次考察了实验温度,料液流速,溶液浓度对实验结果的影响,筛选出最佳实验条件;在最佳条件下,再对模拟废水进行膜蒸馏处理;最后,对工厂印染废水进行膜蒸馏处理。对比了蒸馏和膜蒸馏处理废水结果的不同,考察了膜污染机理,传热模型及膜清洗恢复率。膜蒸馏实验表明,随着实验温度的升高,膜通量逐渐增加;随着料液流速的加快,膜通量逐渐增加,但增加速率逐渐趋缓;随着料液浓度的逐渐增大膜通量逐渐减小,且减小速率逐渐加快。对于特定的废水,减压膜蒸馏技术可以将杂质截留率控制在99.9%以上,选取实验温度80℃,循环水流速450ml/min,真空度为0.02MPa,杂质质量分数在1%时,纯净水最大膜通量为6kg/(m2·h),纯净水电导率最低为16μs/cm;相较于蒸馏,膜蒸馏表现出更好的截留率和更高的通量;实验过程中溶质在膜表面沉积,形成固体薄膜层,导致膜通量下降;分别采用清水和盐酸冲洗膜材料,膜通量可恢复80%以上。综上所述,本论文系统探讨了使用PVDF纳米纤维膜,通过减压膜蒸馏技术处理印染废水的问题,取得一定成果,研究表明,减压膜蒸馏处理印染废水具有较好的可行性。
【关键词】：减压膜蒸馏 印染废水 膜通量 膜污染 膜清洗
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X791
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-25
• 1.1 印染工艺以及各工艺所产生废水10-17
• 1.1.1 棉及其混纺织物印染加工工艺及产生废水10-13
• 1.1.2 麻纺产品的印染加工工艺及产生废水13-14
• 1.1.3 毛及毛纺产品的印染加工工艺及产生废水14-15
• 1.1.4 丝及丝织产品的印染加工工艺及产生废水15-16
• 1.1.5 合成纤维产品的印染加工工艺及产生废水16-17
• 1.2 印染废水处理技术研究进展17-19
• 1.2.1 物理法17-18
• 1.2.2 化学法18
• 1.2.3 生物法18-19
• 1.3 膜蒸馏技术19-23
• 1.3.1 膜蒸馏技术分类及其简介19-21
• 1.3.2 膜蒸馏技术的优缺点21-22
• 1.3.3 膜蒸馏技术在水处理当中的应用22-23
• 1.4 课题研究背景和内容23-25
• 第二章 减压膜蒸馏技术的方案设计和膜组件制备25-35
• 2.1 膜蒸馏方案设计25-26
• 2.2 PVDF纳米纤维膜材料制备26-28
• 2.2.1 实验室制备PVDF纳米纤维膜的流程27-28
• 2.2.2 聚偏氟乙烯（PVDF）膜材料的扫描电镜（SEM）图片28
• 2.3 减压膜蒸馏组件的加工和改进28-33
• 2.3.1 第一代膜蒸馏组件制备30-31
• 2.3.2 第二代膜蒸馏组件制备31-32
• 2.3.3 第三代膜蒸馏组件制备32-33
• 2.4 数据处理33-34
• 2.5 结果和讨论34
• 2.6 小结34-35
• 第三章 减压膜蒸馏操作条件对产水通量和截留率的影响35-44
• 3.1 减压膜蒸馏技术处理NaOH溶液36-41
• 3.1.1 温度对膜通量的影响37-38
• 3.1.2 溶质质量浓度对膜通量的影响38-39
• 3.1.3 循环水流速对膜通量的影响39-40
• 3.1.4 回收纯净水的电导率以及pH值40
• 3.1.5 纯净水回收过程中电导率误差分析40-41
• 3.2 减压膜蒸馏技术处理模拟染整溶液41-42
• 3.3 减压膜蒸馏技术处理工厂印染废水42-43
• 3.4 小结43-44
• 第四章 传统蒸馏与减压膜蒸馏技术比较44-46
• 4.1 蒸馏技术使用简介44-45
• 4.2 蒸馏技术处理废水的截留率45
• 4.3 小结45-46
• 第五章 膜污染、膜清洗及传热模型46-55
• 5.1 膜污染46-50
• 5.1.1 膜污染机理模型47
• 5.1.2 不同使用时间下膜材料的扫描电镜（SEM）图片以及直观图片47-49
• 5.1.3 膜通量随时间变化曲线49-50
• 5.2 膜清洗50-53
• 5.2.1 膜清洗手段简介50-51
• 5.2.2 清洗前后扫描电镜（SEM）图片对比51-53
• 5.3 膜传热53-54
• 5.4 小结54-55
• 第六章 结论55-56
• 参考文献56-60
• 研究生期间的成果60-61
• 致谢61

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本文编号：278839