无机陶瓷超滤膜清洗剂的制备与性能研究

论文摘要

本文针对涟源钢铁公司冷轧厂含油废水超滤除油系统无机陶瓷超滤膜的污染与清洗难题，进行清洗剂的制备与性能研究。通过前期探索和单因素实验，综合考虑pH值，漂洗性能，泡沫性能和净洗力对配方清洗效果的影响，获得清洗剂主要组分及其组分含量范围（质量百分含量）为：十二烷基苯磺酸钠（LAS）9～12％，椰油脂肪酸单乙醇酰胺（CEMA）／脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠（AES）9～12％，NaOH40～48％，Na2CO312～17％，Na3PO4／4A沸石10～13％，Na2SiO37～10％。以净洗力为主要检验标准，采用正交实验和优化平行实验获得A、B、C三个清洗剂配方，净洗力分别达到96.17％，96.53％和90.10％。再将清洗剂A配方和B配方运用到涟钢含油废水超滤机组进行工业实验，并采用SEM，EDX，接触角等技术对清洗基材进行表征，由此确定含油废水超滤膜新型无机清洗剂的最佳配方为十二烷基苯磺酸钠：9％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：9％，氢氧化钠：46％，碳酸钠：15％，磷酸钠：11％，硅酸钠：10％。最佳使用条件为：清洗剂浓度3％～4％，温度323K～333K，清洗时间20～25min，清洗剂循环使用6～7次。工业应用的结果表明，清洗剂对超滤膜无腐蚀，成分符合国家环保要求，清洗性能优于传统清洗剂，超滤出水符合国家标准。通过对清洗剂的清洗原理和清洗剂组分间相互作用关系的研究，对于“根据含油废水种类的不同而调节清洗剂配方”具有理论指导意义。该研究方法对同类产品的研发具有重要参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 含油废水的来源与危害
• 1.2 含油废水治理技术
• 1.2.1 物理法
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 生物化学法
• 1.2.4 物理化学法
• 1.3 膜法处理含油废水的研究与应用
• 1.3.1 有机膜处理含油废水的应用现状
• 1.3.2 无机膜处理含油废水的应用现状
• 1.4 无机陶瓷膜污染和影响因素
• 1.4.1 膜污染
• 1.4.2 影响膜污染的主要因素
• 1.4.3 膜污染控制
• 1.4.4 膜清洗
• 1.5 本课题研究的意义与内容
• 1.5.1 选题的目的和意义
• 1.5.2 本课题研究的内容
• 第二章 现场调查报告
• 2.1 废水来源
• 2.2 废水量和性质
• 2.2.1 废水排放量和处理量
• 2.2.2 进水水质和出水水质标准
• 2.3 废水处理工艺流程
• 2.3.1 含油废水处理工艺流程
• 2.3.2 酸碱废水处理工艺流程
• 2.3.3 含铬废水处理工艺流程
• 2.4 超滤系统
• 2.4.1 膜材料
• 2.4.2 超滤运行操作方式
• 2.4.3 超滤系统运行流程
• 2.4.4 超滤系统清洗流程
• 2.5 含油废水分析
• 第三章 单因素实验
• 3.1 实验仪器、试剂与材料
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验试剂
• 3.1.3 实验材料的准备
• 3.2 实验步骤
• 3.2.1 单因素实验
• 3.2.2 清洗剂性能测试
• 3.3 单因素实验结果与讨论
• 3.3.1 配方组分含量对pH值的影响
• 3.3.2 配方组分含量对漂洗性能的影响
• 3.3.3 配方组分含量对泡沫性能的影响
• 3.3.4 配方组分含量对净洗力的影响
• 3.3.5 清洗剂配方范围
• 3.4 小结
• 第四章 正交实验
• 4.1 实验仪器、试剂与材料
• 4.1.1 实验仪器
• 4.1.2 实验试剂
• 4.2 实验步骤
• 4.2.1 正交实验
• 4.2.2 清洗剂性能测试
• 4.3 正交实验结果与讨论
• 4.3.1 椰油脂肪酸单乙醇酰胺体系正交实验结果与讨论
• 4.3.2 AES体系正交实验结果与讨论
• 4.3.3 4A沸石体系正交实验结果与讨论
• 4.4 优化条件下的平行实验
• 4.4.1 椰油脂肪酸单乙醇酰胺体系优化条件平行实验
• 4.4.2 AES体系优化条件平行实验
• 4.4.3 4A沸石体系优化条件平行实验结果
• 4.5 小结
• 第五章 工业实验
• 5.1 实验设备和试剂
• 5.1.1 实验设备
• 5.1.2 实验试剂
• 5.2 实验步骤
• 5.3 工业实验效果分析
• 5.3.1 清洗剂渗透通量与时间关系的结果分析
• 5.3.2 清洗剂清洗后渗透通量与时间关系的结果分析
• 5.3.3 清洗后系统处理含油废水前后水质
• 5.4 超滤膜清洗方法的研究
• 5.4.1 清洗时间对渗透通量恢复的影响
• 5.4.2 清洗剂浓度对渗透通量恢复的影响
• 5.4.3 清洗剂温度对渗透通量恢复的影响
• 5.4.4 清洗剂循环使用次数对渗透通量恢复的影响
• 5.5 经济成本核算和比较
• 5.5.1 清洗剂经济成本核算
• 5.5.2 与市售清洗剂的对比和分析
• 5.6 小结
• 第六章 清洗基材表征和理论分析
• 6.1 清洗基材表征
• 6.1.1 接触角分析
• 6.1.2 扫描电镜和能谱分析
• 6.2 理论分析
• 6.2.1 清洗机理分析
• 6.2.2 表面活性剂的交互作用
• 6.2.3 表面活性剂的复配
• 6.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士学习期间发表（撰写）的论文