论文摘要
含油废水中的乳化油粒径较小,处于微米数量级,是含油废水中最难处理的一种,分离的关键在于乳化油的破乳。膜分离法处理油水乳化液具有无相变、不需添加任何试剂、能耗低、分离效率高等优点,在含油废水分离的研究中获得越来越广泛的重视。但是固定膜分离乳化油膜污染引起分离性能下降的瓶颈问题。因此,油水分离膜的亲水改性作为固定膜的一种抗污染改性手段成为研究热点。动态膜(dynamic membrane,DM)技术由于其具有成本低、通量大、截留率高、抗污染能力强、制备简单且清洗方便等优点而被应用于固定膜的亲水改性研究中。本文首先以水包油型油水乳化液分离为背景,以管状多孔炭膜为载体,以高岭土、Zr02和Al203三种微米级无机颗粒为涂膜材料,对亲水性无机动态膜的制备和应用进行实验研究。在考察载体渗透性能的基础上,采用错流操作方式在膜管内表面涂覆动态膜,考察涂膜过程中渗透通量随时间的变化,研究涂膜颗粒种类、载体平均孔径、制备压差、错流速度、涂膜液温度及涂膜液中阳离子浓度对制备过程渗透通量的影响。通过表征动态膜,探讨制备条件对动态膜结构和通量衰减行为的影响。其次,先用制备出的三种动态膜分离油水乳化液,再采用正交实验方法考察分离操作条件对ZrO2动态膜分离油水乳化液的影响,方差分析结果显示分离压差和乳化液温度的影响显著,并通过单因素实验考察显著影响因素对ZrO2动态膜分离油水乳化液性能的影响,综合正交实验和重复实验结果,得出二氧化锆动态膜分离油水乳化液的最优操作条件：油水乳化液中油的浓度0.1g/L、乳化液温度25℃、分离压差0.12MPa、错流速度0.85m/s。此外,还考察载体平均孔径和涂膜液浓度对Zr02动态膜分离油水乳化液性能的影响。最后,本文在以上实验研究基础上初步探讨了在平均孔径为3.0微米载体上形成的三种动态膜的形成机理,结果表明,由于颗粒粒径大小和分布差异,高岭土和Zr02动态膜制备过程符合滤饼过滤模型,Al2O3动态膜制备过程符合中间堵塞模型；动态膜的形成主要取决于载体平均孔径与涂膜颗粒粒径的相对大小。Zr02动态膜分离油水乳化液时,由于动态膜的形成及其对载体孔的修饰作用,动态膜的分离机理不同于其形成机理。
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摘要Abstract引言1 文献综述1.1 油水处理技术1.1.1 含油废水1.1.2 常规乳化油分离方法1.1.3 膜法分离乳化油的研究现状1.2 微滤1.2.1 微滤截留机理1.2.2 微滤过程的膜污染1.2.3 微滤操作方式1.3 动态膜1.3.1 动态膜简介1.3.2 动态膜载体和涂膜材料1.3.3 动态膜形成机理1.3.4 动态膜研究进展1.4 炭膜1.4.1 炭膜简介1.4.2 炭膜的结构参数和特性对分离性能的影响1.5 本文的研究内容2 实验部分2.1 实验材料及仪器设备2.1.1 实验材料及药品2.1.2 实验仪器2.2 实验流程及方法2.2.1 实验装置及流程2.2.2 动态膜制备过程2.2.3 油水乳化液的配制2.2.4 油水乳化液分离实验过程2.3 测试项目及评价方法2.3.1 扫描电镜分析2.3.2 孔径分布测定2.3.3 孔隙率测定2.3.4 渗透通量的计算2.3.5 截留率的计算2.3.6 通量衰减系数m及稳定渗透通量衰减率FDR2.4 载体性能测试2.4.1 载体平均孔径的影响2.4.2 操作压差的影响2.4.3 操作温度的影响2.5 本章小结3 无机动态膜制备3.1 载体和涂膜颗粒的影响3.1.1 载体平均孔径的影响3.1.2 涂膜颗粒种类的影响3.1.3 涂膜颗粒电荷性的影响3.1.4 涂膜液浓度的影响3.2 制备操作因素的影响3.2.1 涂膜时间的影响3.2.2 制备压差的影响3.2.3 涂膜液温度的影响3.2.4 错流速度的影响3.2.5 阳离子浓度的影响3.3 本章小结4 无机动态膜分离油水乳化液4.1 涂膜颗粒种类的影响4.2 动态膜分离油水乳化液过程中操作条件的影响4.2.1 正交实验研究动态膜分离油水乳化液性能4.2.2 单因素实验研究动态膜分离油水乳化液性能4.3 动态膜制备因素对油水分离过程的影响4.3.1 载体平均孔径的影响4.3.2 涂膜液浓度的影响4.4 本章小结5 动态膜制备和分离过程理论分析5.1 涂膜颗粒和载体对动态膜形成机理的影响5.1.1 涂膜颗粒种类的影响2动态膜形成机理的影响'>5.1.2 载体平均孔径对ZrO2动态膜形成机理的影响2动态膜分离油水机理的影响'>5.2 载体平均孔径对ZrO2动态膜分离油水机理的影响5.3 本章小结结论参考文献附录符号说明攻读硕士学位期间发表学术论文情况致谢
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