聚醚砜超濾膜的制備及其改性研究.pdf

1、本文以聚醚砜(PES)為膜材料、二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)K30為添加劑，純水與DMAc混合液為凝固液，通過不同含量的聚醚砜(14％、18％、20％、22％)、不同含量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(8％、12％、14％、16％)得到不同制膜液組成，并由浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法制備不同鑄膜液組成的超濾膜。對不同組成和溫度條件下制膜液的粘度、膜的厚度和膜的力學(xué)性能等物理性能進(jìn)行了測試與研究。用自制超濾裝置測定了膜的純水通

2、量和截留率，用掃描電鏡觀察膜的表面形態(tài)和斷面結(jié)構(gòu)，研究了各影響因素對膜結(jié)構(gòu)性能的影響，從而得到本研究范圍內(nèi)最優(yōu)制膜工藝，并對相轉(zhuǎn)化成膜機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：隨著聚醚砜含量的增大，膜厚度、斷裂強(qiáng)度增大；膜的通量逐漸減少而截留率逐漸增大；膜表面結(jié)構(gòu)孔隙率減少，孔徑稍微變小。不同含量的聚乙烯吡咯烷酮對膜的性能結(jié)構(gòu)有重要的影響，含量增大，膜的純水通量增大，但降低了膜的截留能力。采用正交試驗(yàn)分析，得到本實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi)最優(yōu)聚醚砜制備條件：PES

3、含量為18％，PVP含量為12％，凝固液溫度為313K。同時(shí)，凝固液溫度和壓力增加也使膜的通量提高。為進(jìn)一步提高聚醚砜超濾膜的親水性能，提高其抗污染然性，對實(shí)驗(yàn)制備的聚醚砜膜進(jìn)行了改性。在自制聚醚砜超濾膜的基礎(chǔ)上，添加不同含量的納米二氧化鈦進(jìn)行共混改性，尋找最佳改性條件，改變了聚醚砜膜的結(jié)構(gòu)。主要考察了納米二氧化鈦的添加對聚醚砜的性能結(jié)構(gòu)的影響，研究了改性前后斷裂強(qiáng)度的變化，通過表面接觸角測定儀、掃描電鏡、改性膜的純水通量和截留性能等方

4、法來表征改性前后的結(jié)構(gòu)性能變化情況。研究表明：通過測試添加不同的納米二氧化鈦含量，找出了添加5.3％的納米二氧化鈦時(shí)，改性膜的通量和截留率達(dá)到最佳狀態(tài)，達(dá)到了改性的目的；改性膜的接觸角和截留率的測定表明，截留率基本變化不大，接觸角變小，潤濕性有所增強(qiáng)；在本實(shí)驗(yàn)中，改性膜的粘度比未改性膜的粘度小，且在添加納米二氧化鈦后，粘度隨著納米二氧化鈦的含量增加而增大。
　　 通過上述工藝制備的聚醚砜超濾膜，用于污水處理廠生活污水和工業(yè)廢水的

5、處理。本實(shí)驗(yàn)以松江新城污水處理廠曝氣池的污水為實(shí)驗(yàn)用水。考察了改性前后的滲透通量，研究了超濾膜在去除廢水中COD、濁度、色度等方面的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面：滲透通量隨運(yùn)行時(shí)間而逐漸變小，但經(jīng)過改性的膜通量減少幅度稍??；不同壓力下的滲透通量也不同，壓力增大的膜的滲透通量也增大，通過運(yùn)行比較，選擇了0.2Mpa為工作壓力：超濾膜對COD的去除率為80％以上，濁度的去除率為98％以上，對色度的去除為70％以上。從兩種膜運(yùn)行通量和恢復(fù)效果看，改性膜

6、在污泥運(yùn)行中通量高于未改膜的通量，改性膜清洗后恢復(fù)率達(dá)到85.31％以上，而未改性膜的恢復(fù)率則為68.08％，抗污染性能改性膜明顯好于為改性膜。
　　 為了更好的了解膜的運(yùn)行情況，本文進(jìn)一步從膜污染阻力方面進(jìn)行了較為具體的分析，考察了活性污泥在膜生物反應(yīng)器中過濾時(shí)兩種不同膜阻力及各部分阻力所占比例，具體考察了膜過濾過程中，膜阻力的主要來源、組成及不同膜的阻力變化，具體分析了膜過濾過程中膜阻力的變化特性，膜過濾的短期運(yùn)行和長期運(yùn)行