等離子體改性PVDF超濾膜在MBR中的耐污染性能研究.pdf

1、“萬物源于水”、“智者樂山,仁者樂水”。水資源的日趨惡化已經(jīng)成為國內(nèi)外諸多學(xué)者值得研究的內(nèi)容。膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝的研究與發(fā)展已有四十多年的歷史,它是將生物處理工藝與膜過濾工藝相互組合的一項新技術(shù),然而,MBR中膜組件污染問題在很大程度上限制了這一工藝的運(yùn)行模式。因此,了解膜分離技術(shù)的優(yōu)缺點、MBR中膜組件的優(yōu)化設(shè)計、膜材料的選擇、膜污染影響因素及防治具有非常重要的意義。
　　PVDF-HFM超濾膜具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、熱穩(wěn)定

2、性、韌性好等優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于MBR中,然而其表面能低,憎水性極強(qiáng),制膜時極易生成不透水的致密性皮層,且PVDF較強(qiáng)的疏水性易吸附污染物。因此,為提高PVDF膜在MBR污水處理過程中的耐污染性能,本文利用低溫等離子體方法處理膜表面,并研究其耐污染性能。
　　浸沒式膜生物反應(yīng)器處理工藝具有占地面積小、反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高、耐沖擊負(fù)荷、膜分離性能高、可實現(xiàn)全程自動化控制等優(yōu)點。本文對 PVDF-HFM進(jìn)行五種不同改性方法,利用SE

3、M、FT-IR、力學(xué)性能測試、膜清水通量表征改性膜及原膜表面性能;并分析MBR中膜污染機(jī)理、建立膜污染數(shù)學(xué)模型;研究混合等離子體化學(xué)沉積改性膜與原膜在MBR處理生活污水過程中膜耐污染性能及出水效果分析;研究不同改性方法改性膜與原膜在MBR中處理生活污水的耐污染性能及出水效果研究。具體結(jié)論如下:
　　(1)SEM圖片及EDS元素能譜測試表明,混合等離子體化學(xué)沉積改性后,膜表面沉積了一層聚合物,表觀膜孔密度減小;僅等離子體改性后,膜孔

4、很難發(fā)現(xiàn),表面凸起物較多,粗糙度增加;且表面氧元素含量增加。FT-IR分析表明,混合等離子體化學(xué)沉積改性膜表面成功接枝了AA等離子體聚合體。由力學(xué)性能分析結(jié)果可知,混合等離子體化學(xué)沉積改性膜柔韌性能最好,且改性后膜通量較改性前增加了12.04％-16.12%。
　　(2)混合等離子體化學(xué)沉積改性膜與原膜在MBR中耐污染性能研究表明,改性膜靜態(tài)吸附性污染阻力為原膜的三分之一左右,在膜廠家建議的氣水比(20:1)運(yùn)行條件下表現(xiàn)出濾餅層

5、較薄,膜通量衰減系數(shù)較低,水力及化學(xué)清洗后,原膜的永久不可逆污染阻力Rres為改性膜的5倍左右,可知改性膜耐污染性能優(yōu)于原膜。改性膜與原膜的COD平均去除率分別為87.04%、86.85%;對氨氮的平均去除率分別為75.08%、74.42%;出水濁度基本為0NTU,說明混合等離子體化學(xué)沉積改性對膜的過濾精度無影響。
　　(3)不同改性方法的改性膜與原膜在 MBR中耐污染性能研究表明,MBR實驗結(jié)果表明,臨界壓力比臨界流量更有意義,