油水分離動(dòng)態(tài)膜制備、應(yīng)用及其形成機(jī)理研究.pdf

1、油水污染是工業(yè)廢水中較難處理的一種，膜分離法較傳統(tǒng)方法有操作簡(jiǎn)單、能耗低、不使用添加劑等優(yōu)點(diǎn)，但也存在嚴(yán)重的膜污染、膜再生困難等缺點(diǎn)。為解決這些問(wèn)題，許多膜的改性及過(guò)程優(yōu)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，動(dòng)態(tài)膜是其中非常有效的一種。
　　本文以多孔管式陶瓷膜為基膜，以ZrO2、Kaolin、MnO2、TiO2為涂膜顆粒制備不同類(lèi)型單層動(dòng)態(tài)膜，首先設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化制備條件，并考察主要因素對(duì)動(dòng)態(tài)膜制備效果的影響，研究確定出單層動(dòng)態(tài)膜制備最優(yōu)條件為溫度5

2、0℃、壓力0.14MPa、流量120L/h、涂膜液濃度1.0g/L和涂膜顆粒為ZrO2;其次，在最優(yōu)條件下制備雙層復(fù)合動(dòng)態(tài)膜，并與單層單顆粒、單層雙顆?；旌蟿?dòng)態(tài)膜性能進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)通量最大的為ZrO2單層動(dòng)態(tài)膜，截留率最高的是Kaolin-ZrO2雙層動(dòng)態(tài)膜。
　　在動(dòng)態(tài)膜制備基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，由極差分析與綜合平衡法確定動(dòng)態(tài)膜油水分離的最優(yōu)操作條件為乳化液濃度0.5g/L、pH值5、溫度50℃、流量100L/h、壓力0.1

3、4MPa。主要影響因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，油水分離通量隨著壓力的增大先增大后減小;隨乳化液溫度的升高先增大后減小;隨乳化液pH值增大先增大后減小;乳化液中添加陽(yáng)離子鹽后，其通量大于加入陰離子鹽，且陽(yáng)離子強(qiáng)度越大滲透通量越大，陰離子反之。
　　在分析油水分離膜污染機(jī)理的基礎(chǔ)上，選擇NaOH、HCl、吐溫80和檸檬酸為清洗劑，確定最佳清洗順序應(yīng)采取“堿洗→吐溫80→酸洗→檸檬酸”;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行單步和多步清洗，考察通量恢復(fù)情況，單步清洗確定各

4、類(lèi)化學(xué)試劑的最佳濃度與清洗時(shí)間;在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)二步清洗、三步清洗和四步清洗實(shí)驗(yàn)，其中四步清洗最佳，通量總恢復(fù)率為79.8％;重復(fù)清洗后，陶瓷膜基膜能實(shí)現(xiàn)3或4次的重復(fù)使用。
　　基于臨界粒徑模型，考慮了動(dòng)態(tài)膜層孔隙率隨時(shí)間的變化，建立預(yù)測(cè)錯(cuò)流微濾動(dòng)態(tài)膜形成過(guò)程中顆粒沉積厚度的模型，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證模型;減小涂膜液濃度或增加錯(cuò)流速度，可以使動(dòng)態(tài)膜層厚度變薄且均勻性變好;增大操作壓力可以降低動(dòng)態(tài)膜層厚度，但對(duì)均勻性幾乎沒(méi)有影響;在圓