油水分離動態(tài)膜制備、應用及其形成機理研究.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)方法有操作簡單、能耗低、不使用添加劑等優(yōu)點，但也存在嚴重的膜污染、膜再生困難等缺點。為解決這些問題，許多膜的改性及過程優(yōu)化技術應運而生，動態(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型單層動態(tài)膜，首先設計正交實驗優(yōu)化制備條件，并考察主要因素對動態(tài)膜制備效果的影響，研究確定出單層動態(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)條件下制備雙層復合動態(tài)膜，并與單層單顆粒、單層雙顆?；旌蟿討B(tài)膜性能進行對比，發(fā)現(xiàn)通量最大的為ZrO2單層動態(tài)膜，截留率最高的是Kaolin-ZrO2雙層動態(tài)膜。
　　在動態(tài)膜制備基礎上，本文設計正交實驗，由極差分析與綜合平衡法確定動態(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。主要影響因素實驗結果表明，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;乳化液中添加陽離子鹽后，其通量大于加入陰離子鹽，且陽離子強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理的基礎上，選擇NaOH、HCl、吐溫80和檸檬酸為清洗劑，確定最佳清洗順序應采取“堿洗→吐溫80→酸洗→檸檬酸”;設計實驗進行單步和多步清洗，考察通量恢復情況，單步清洗確定各

4、類化學試劑的最佳濃度與清洗時間;在此基礎上，設計二步清洗、三步清洗和四步清洗實驗，其中四步清洗最佳，通量總恢復率為79.8％;重復清洗后，陶瓷膜基膜能實現(xiàn)3或4次的重復使用。
　　基于臨界粒徑模型，考慮了動態(tài)膜層孔隙率隨時間的變化，建立預測錯流微濾動態(tài)膜形成過程中顆粒沉積厚度的模型，并設計實驗來驗證模型;減小涂膜液濃度或增加錯流速度，可以使動態(tài)膜層厚度變薄且均勻性變好;增大操作壓力可以降低動態(tài)膜層厚度，但對均勻性幾乎沒有影響;在圓