殼聚糖復(fù)合超濾膜的制備及其處理水中腐植酸的效能研究.pdf

1、腐植酸被稱為消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物質(zhì)，在消毒階段殘余的腐植酸會與消毒劑氯發(fā)生反應(yīng)生成致癌、致畸、致突變的三鹵甲烷等物質(zhì)。膜分離技術(shù)是目前較占優(yōu)勢的處理方式，但無法單獨(dú)使用膜技術(shù)達(dá)到理想處理效果、天然有機(jī)物大分子對膜污染加劇等問題制約著膜技術(shù)的使用，研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化膜材料、制備新型膜材料是延緩膜污染的有效途徑之一。本研究采用表面修飾法，以聚醚砜平板超濾膜為基膜，殼聚糖為添加劑，并使用間苯二酰氯進(jìn)行修飾層固化處理，制備殼聚糖-聚醚砜復(fù)合超濾膜，考

2、察其機(jī)械強(qiáng)度、親疏水性、純水通量和抗污染能力等性能，對比分析了復(fù)合膜處理腐植酸的去除率，以及在不同料液環(huán)境下腐植酸對膜性能造成的影響，探討了膜污染機(jī)理及膜清洗方式。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過電子拉力機(jī)、接觸角儀、杯式超濾器對復(fù)合膜機(jī)械性能、親疏水性、純水通量和抗污染能力進(jìn)行分析，采用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉紅外光譜（FTIR）、能譜分析（EDS）對膜表面進(jìn)行微觀研究，以觀察分析復(fù)合膜表面元素組成，證明殼聚

3、糖薄層在聚醚砜基膜上的成功復(fù)合，同時觀察新制備出的復(fù)合膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、孔徑的變化情況。⑵在0.1MPa、20~25℃試驗環(huán)境下，分別讓殼聚糖-聚醚砜復(fù)合超濾膜（PESCHIUF-4）和聚醚砜基膜（PESCHIUF-0）在超濾裝置中連續(xù)運(yùn)行60min，利用紫外分光光度計、濁度儀測定腐植酸和濁度的去除率。研究結(jié)果表明，PESCHIUF-4和PESCHIUF-0都能將出水中的濁度降至0.1NTU；PESCHIUF-4和PESCHIUF-0對腐植

4、酸的去除率分別為97.9％和88.5%。⑶在不同pH值、料液環(huán)境下研究殼聚糖-聚醚砜復(fù)合超濾膜的滲透性能。隨著pH值的升高，膜通量衰減速率也逐漸升高，低pH值能夠在一定程度上緩解膜污染，并且pH值對腐植酸的去除效果也會產(chǎn)生不同的影響；隨著 Ca2+的濃度增加，膜通量的衰減速率逐漸增大，同時，pH的變化會與水中大量存在的Ca2+發(fā)生協(xié)同作用，影響腐植酸的去除效果。試驗還利用SEM對不同Ca2+濃度下復(fù)合膜表面的污染狀態(tài)進(jìn)行微觀分析，進(jìn)一步

5、驗證Ca2+的添加及添加濃度的不同對復(fù)合膜滲透性能的影響。⑷采用SEM、原子力顯微鏡（AFM）、EDS對膜表面進(jìn)行微觀觀察，分析污染膜膜表面污染物質(zhì)的組成，研究腐植酸污染物質(zhì)在膜污染進(jìn)程中所表現(xiàn)的特征，確定超濾膜處理水中腐植酸過程中的膜污染機(jī)理。同時對被腐植酸污染后的膜進(jìn)行不同方法的清洗，優(yōu)選出最佳的清洗方法。通過堿（氫氧化鈉）清洗、表面活性劑（十二烷基苯磺酸鈉）清洗和表面活性劑-堿聯(lián)合清洗方式的對比試驗發(fā)現(xiàn)，對于腐植酸污染后的超濾膜采