论文摘要
甲壳素的衍生物具有很好的成膜性、生物相容性等优点,是一种有广泛应用前景的优良膜材料。以壳聚糖为原料,制备超滤膜、反渗透膜、渗透汽化膜等已有一些报导,但以甲壳素水溶性衍生物为表面活性层材料制备复合纳滤膜的研究,除本实验室外,尚未见报导。本文首次以甲壳素黄原酸酯为表面活性层材料,分别以戊二醛和双氧水为交联剂,以聚丙烯腈超滤膜为支撑层,制备了两种新型荷负电纳滤膜,并研究了其对中水的处理情况。具体研究内容分以下三部分。1.以戊二醛为交联剂甲壳素黄原酸酯/聚丙烯腈复合纳滤膜的制备及其性能研究甲壳素黄原酸酯溶液浇铸在聚丙烯腈超滤膜上,并与戊二醛交联制得一种新型的复合纳滤膜,研究了复合膜的制备影响因素及操作条件对膜性能的影响,结果表明当甲壳素黄原酸酯的浓度为1.0%,戊二醛溶液的浓度为1.1%,30℃下交联3.0h条件下制备的复合膜截盐效果最好。表征得出:对1000mg·L-1的Na3PO4, K2SO4, Na2SO4, MgSO4, KCl, NaCl和MgCl2的截盐率分别为90.25%, 89.01%, 85.15%, 36.42%, 32.60%, 28.90%和15.81%,通量依次为18.30L·h-1·m-2,19.05L·h-1·m-2, 9.75L·h-1·m-2, 23.70L·h-1·m-2, 27.02L·h-1·m-2, 28.69L·h-1·m-2和37.33L·h-1·m-2。复合膜对不同盐的截留行为与其它荷负电纳滤膜类似,主要决定于荷电膜与电解质离子之间的静电作用力的大小。2.以双氧水为交联剂甲壳素黄原酸酯/聚丙烯腈复合纳滤膜的制备及其性能研究甲壳素黄原酸酯溶液浇铸在聚丙烯腈超滤膜上,并与双氧水交联制得一种新型的复合纳滤膜,研究了复合膜的制备影响因素及操作条件对膜性能的影响,结果表明当甲壳素黄原酸酯的浓度为1.0%,双氧水的浓度为0.9%,30℃下交联3.0h条件下制备的复合膜的截盐效果最好。表征得出:对1000mg·L-1的Na3PO4, K2SO4, Na2SO4, MgSO4, KCl, NaCl和MgCl2的截盐率分别为91.85%, 90.65%, 85.68%, 53.39%, 40.53%, 40.29%和28.44%,通量依次为11.73L·h-1·m-2, 13.75L·h-1·m-2, 13.91L·h-1·m-2, 14.18L·h-1·m-2, 14.27L·h-1·m-2, 14.81L·h-1·m-2和15.05L·h-1·m-2。复合膜对不同盐的截留行为与其它荷负电纳滤膜类似,主要决定于荷电膜与电解质离子之间的静电作用力的大小。3.甲壳素黄原酸酯复合纳滤膜对中水的深度处理研究采用研制的新型荷负电纳滤膜对纺织印染污水中水进行深度脱磷脱氮以及去除水的色度和CODCr实验,结果表明在,当操作压力为0.40MPa,进料液流量为50L·h-1时溶解态总磷、硝态和亚硝态总氮及CODCr的平均去除率分别可达85%,87%和71%以上,而色度去除率几乎可达100%。纳滤膜出水CODCr已达到GB3838-88地面水I类水质标准;硝态和亚硝态总氮出水含量已达到GB3838-88地面水I类水质标准;溶解态总磷含量已达到污水综合排放标准GB8978-88一级排放标准。新研制的荷负电复合纳滤膜为污水脱氮、脱磷的深度处理提供了新方法,在中水深度处理、饮用水净化等方面具有广泛的应用前景。