PVDF/TPU共混中空纤维膜的制备及其在印染废水处理中的应用

发布时间：2022-12-07 23:21

　　本论文针对聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜性能中存在的问题,制备了一种新型的PVDF/热塑性聚氨酯（TPU）共混中空纤维膜。基于"利用PVDF和TPU的相容性来改善分离膜结构与性能"的设计理念,对PVDF和TPU的共混相容性、以及PVDF/TPU共混中空纤维膜的成膜工艺进行了较为全面的研究;同时将其应用于印染废水的处理,采用水解酸化-一体式膜生物反应器（SMBR）处理工艺,并投加絮凝剂聚合硫酸铝铁（PAFS）,考察了PVDF/TPU共混中空纤维膜在印染废水MBR处理工艺中的实际应用情况。 通过混合焓值、Flory-huggins相互作用参数、稀溶液粘度法（Dilute SolutionViscosity）、差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry）、红外光谱法（FTIR）等理论和试验方法,对PVDF/TPU的相容性进行了预测和分析。研究结果表明:PVDF与TPU具有部分相容性,且相容性与混合比、浓度等因素有关,PVDF含量)60%的体系相容性优于PVDF含量＜60%的体系,PVDF富相的相容性优于TPU富相的相容性。 通过考... 

【文章页数】：162 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
缩略语与符号含义
第一章 绪论
    1.1 相转化法成膜机理概述
        1.1.1 热力学描述
        1.1.2 动力学
    1.2 膜分离技术及其应用
        1.2.1 膜分离技术概述
        1.2.2 膜分离技术在印染废水中的应用
        1.2.3 高分子分离膜材料
    1.3 膜生物反应器在污水处理中的应用
        1.3.1 膜生物反应器
        1.3.2 膜生物反应器技术的研究进展
    1.4 选题的目的和内容
        1.4.1 选题的目的和意义
        1.4.2 膜材料、制膜工艺及MBR工艺的确定
        1.4.3 研究的主要内容
    1.5 课题的创新性
第二章 PVDF/TPU共混相容性的研究
    2.1 相容性概念及其分类
    2.2 基于热力学分析的溶剂的选择
        2.2.1 聚合物溶解过程的热力学分析及溶剂选择原则
        2.2.2 溶剂的选择
    2.3 PVDF/TPU共混相容性的理论预测
    2.4 实验材料及仪器
    2.5 PVDF/TPU共混相容性分析
        2.5.1 共溶剂法表征相容性的研究
        2.5.2 粘度法表征相容性的研究
        2.5.3 稀溶液法(DSV)PVDF/TPU共混相容性分析
        2.5.4 差示扫描量热法(DSC)谱图分析PVDF/TPU共混相容性
        2.5.5 红外光谱法(FTIR)分析PVDF/TPU共混相容性
    2.6 结论
第三章 DMAc-PVDF/TPU-H_2O体系成膜分析
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验设备
        3.1.3 实验及表征方法
    3.2 聚合物浓度对膜结构与性能的影响
        3.2.1 铸膜液体系的热力学性质
        3.2.2 动力学影响分析/浓度对粘度变化影响分析
        3.2.3 聚合物浓度对膜结构的影响
        3.2.4 聚合物浓度对膜机械性能的影响
        3.2.5 聚合物浓度对膜分离性能的影响
    3.3 共混比对膜结构与性能的影响
        3.3.1 热力学影响分析
        3.3.2 动力学影响分析
        3.3.3 共混比对膜结构的影响
        3.3.4 TPU对共混膜机械性能的影响
        3.3.5 共混比对膜渗透分离性能的影响
    3.4 小结
第四章 添加剂对PVDF/TPU共混中空纤维膜结构与性能的影响
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验材料及试剂
        4.1.2 实验仪器
        4.1.3 实验及测试方法
    4.2 PVP对PVDF/TPU共混膜结构与性能的影响
        4.2.1 PVP(NSA)/PVDF/TPU/DMAc体系的热力学分析
        4.2.2 动力学影响因素
        4.2.3 FTIR-ATR分析PVP对PVDF/TPU膜的影响
        4.2.4 PVP/PVDF/TPU共混膜热分析
        4.2.5 PVP对膜结构性能的影响分析
    4.3 添加剂PEG对膜结构与性能的影响
    4.4 PVP/PEG及Tween80对膜性能的影响
    4.5 添加剂对膜性能影响的比较与分析
    4.6 无机改性对中空纤维膜的影响
    4.7 小结
第五章 纺丝工艺对PVDF/TPU共混中空纤维膜结构和性能的影响
    5.1 实验部分
    5.2 凝胶浴对PVDF/TPU中空纤维膜的影响
        5.2.1 凝胶浴组成对膜结构与性能的影响
        5.2.2 凝胶浴温度对膜结构与性能的影响
    5.3 芯液对膜结构与性能的影响
        5.3.1 芯液组成对膜结构与性能的影响
        5.3.2 芯液流量对膜结构与性能的影响
    5.4 干纺程长度对膜性能的影响
    5.5 小结
第六章 PVDF/TPU共混中空纤维膜的后处理及化学稳定性和膜污染的研究
    6.1 实验部分
        6.1.1 超滤膜化学稳定性的测定
        6.1.2 其他测试指标
    6.2 次氯酸钠溶液对膜结构和性能的影响
    6.3 PVDF/TPU中空纤维膜耐酸、碱、氧化性的研究
    6.4 PVDF/TPU共混膜抗污染性研究
        6.4.1 膜污染的定义
        6.4.2 抗污染性能分析
    6.5 小结
第七章 水解酸化-SMBR工艺处理印染废水的研究
    7.1 实验流程和方法
        7.1.1 实验装置及流程
        7.1.2 实验用水
        7.1.3 主要测定的项目及分析方法
        7.1.4 脱色度的测定
        7.1.5 实验仪器
        7.1.6 实验稳定运行期的工艺系数
    7.2 MBR前期实验及启动
        7.2.1 MBR前期比较实验
        7.2.2 MBR的启动
    7.3 MBR系统处理效果分析
        7.3.1 系统对COD的去除分析
        7.3.2 系统对色度去除效果的分析
    7.4 MBR内有机污染物的降解动力学分析
        7.4.1 污泥产率系数Y_g与衰减系数K_d的求解
        7.4.2 生物处理反应动力学参数的确定
        7.4.3 饱和常数Ks和最大比降解速率Vmax的求解
        7.4.4 最短生物固体平均停留时间θ_(c min)的计算和讨论
    7.5 膜污染及控制
        7.5.1 膜污染的产生及表征
        7.5.2 膜污染控制
    7.6 小结
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 不足与展望
参考文献
攻读博士期间发表论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]聚硅酸铝铁处理印染废水的研究[J]. 郑晓虹,王燕,吴挡兰,陈震,林玉满.  福建师范大学学报(自然科学版). 2006(04)
[3]氧化铝载体下二氧化氯催化氧化处理印染废水[J]. 王承涛,贺启环,贺鹏,马廷珍.  环境科学与技术. 2006(12)
[4]膜生物反应器在废水处理中的研究及应用[J]. 程钟.  环境研究与监测. 2006(03)
[5]膜生物反应器在废水处理中的研究及应用[J]. 程钟.  环境研究与监测. 2006 (03)
[6]具有耐污染性的SiO2/聚砜共混膜的研究[J]. 曲云,张裕卿.  工业水处理. 2006(07)
[7]一体式MBR处理洗浴污水的长期运行效果[J]. 陈福泰,范正虹,汪诚文,黄霞,文湘华,梁辉,文剑平.  中国给水排水. 2006(13)
[8]印染废水的酸化水解-电解絮凝-MBR处理工艺[J]. 胡维超.  印染. 2006(13)
[9]阳离子季铵型表面活性剂对PVDF/PHEMA共混微滤膜的成膜性能研究[J]. 江冠金,陈翠仙,李继定.  膜科学与技术. 2006(03)
[10]活性炭处理色度废水的研究[J]. 张素玲,郭中伟,史凯莹.  河北化工. 2006(04)

硕士论文
[1]热塑性聚氨酯与聚氯乙烯共混研究[D]. 叶成兵.南京工业大学 2004



本文编号：3713063