有机废水脱盐纳滤膜的制备及应用

论文摘要

为了能有效处理含有机小分子物质的工业废水,防止其对环境造成破坏,本文通过选择不同结构的二胺单体,考察界面聚合中油水相介质和单体配比、聚合反应时间、后处理温度等工艺条件对纳滤膜性能的影响,制备出适用于有机小分子水溶液脱盐和浓缩的纳滤膜。同时,以实际染料工业废水为原料,制备出适合处理该废水体系的纳滤膜,并考察料液组成、料液pH、操作温度、操作压力等因素对废水处理效果的影响,确定染料废水纳滤过程的最佳工艺条件。通过对不同结构二胺单体的考察,结果表明,哌嗪作为界面聚合反应单体时所制备的纳滤膜对有机小分子的分离性能较好。同时,在制膜工艺条件如下:水相中哌嗪浓度为0.43%（w/v）;有机相中均苯三甲酰氯浓度为0.15%（w/v）;反应时间为60s;后处理温度为50.0℃时,所制备的复合纳滤膜对对苯二甲酸的截留率大于97%,对氯化钠的截留率小于39%,该纳滤膜适用于有机小分子水溶液的脱盐和浓缩。在对染料废水进行纳滤处理时,纳滤膜以PSf-1聚砜膜作为支撑膜,在有机相中均苯三甲酰氯浓度和水相中哌嗪浓度分别为0.1%和0.15%的条件下制备而成。当料液组成为T酸浓度3.0g/L,硫酸铵浓度25.0g/L的染料废水在操作温度为25.0℃,操作压力为1.5MPa和废水pH为5.0的条件下进行纳滤实验时,纳滤膜的渗透通量超过22L/m2h,膜对T酸的截留率大于92%,同时膜对硫酸铵的截留率小于40%。这一结果满足染料废水纳滤处理的工艺要求。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 目次
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 纳滤膜
• 1.2.1 纳滤膜的特点
• 1.2.2 纳滤膜的分离机理及传质模型
• 1.2.3 纳滤膜的结构
• 1.2.4 纳滤膜的制备方法
• 1.2.4.1 转化法
• 1.2.4.2 浸没沉淀法
• 1.2.4.3 复合法
• 1.3 纳滤脱除有机小分子的研究进展
• 1.3.1 难解离型小分子有机物
• 1.3.1.1 醇类
• 1.3.1.2 酯类
• 1.3.1.3 醛和酮
• 1.3.2 解离型小分子有机物
• 1.3.2.1 胺类
• 1.3.2.2 酚类
• 1.3.2.3 有机酸
• 1.3.2.4 氨基酸
• 1.4 课题的提出
• 第二章 有机废水脱盐纳滤膜的制备
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料
• 2.2.1 模拟废水
• 2.2.2 其它实验材料
• 2.3 实验设备
• 2.3.1 纳滤装置
• 2.3.2 其它实验设备
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 纳滤膜的制备
• 2.4.2 对苯二甲酸含量的分析方法
• 2.4.3 氯化钠含量的分析方法
• 2.4.4 纳滤膜分离性能评价
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 二胺种类的选择
• 2.5.2 两相中单体浓度的优化
• 2.5.2.1 水相中哌嗪浓度的优化
• 2.5.2.2 有机相中均苯三甲酰氯浓度的优化
• 2.5.3 界面聚合反应时间的优化
• 2.5.4 后处理温度的优化
• 2.6 小结
• 第三章 染料废水纳滤脱盐工艺条件的优化
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 染料废水
• 3.2.2 聚砜支撑膜
• 3.2.3 其它实验材料
• 3.3 实验设备
• 3.4 实验方法
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 纳滤膜的制备及表征
• 3.5.2 料液组成的影响
• 3.5.2.1 料液中T酸浓度的影响
• 3.5.2.2 料液中盐浓度的影响
• 3.5.2.3 料液中T酸和盐的协同作用
• 3.5.3 料液pH值的影响
• 3.5.4 料液温度的影响
• 3.5.5 操作压力的影响
• 3.5.6 膜稳定性和膜污染
• 3.6 小结
• 第四章 总结与展望
• 4.1 总结
• 4.2 展望
• 参考文献
• 作者简介