BDD-Ti復(fù)合膜組件自清潔機(jī)理研究.pdf

1、含油廢水是水體的一類重要污染源。膜分離技術(shù)操作壓力低、無相變、能耗少、適用范圍廣、分離效率高，是處理含油廢水的一種理想手段。但膜污染制約了膜分離技術(shù)廣泛應(yīng)用。在水處理過程中，水中的污染物不斷地附著在膜表面和孔洞中使膜阻力增加，膜通量降低，嚴(yán)重影響了污水處理的效率。
　　為提高傳統(tǒng)膜材料的抗污染能力，本文將膜分離技術(shù)與電化學(xué)技術(shù)相耦合，采用熱絲化學(xué)氣相沉積法(HFCVD)對(duì)傳統(tǒng)金屬鈦膜材料進(jìn)行了表面改性處理，制備了新型摻硼金剛石復(fù)合

2、多孔鈦膜(BDD/Ti)材料。利用電化學(xué)工作站對(duì)BDD/Ti的電化學(xué)特性進(jìn)行了分析。自行設(shè)計(jì)了電化學(xué)膜組件，以模擬含油廢水為處理對(duì)象，比較了分離膜改性前后對(duì)污水的處理效果，同時(shí)分析了操作參數(shù)和料液濃度對(duì)組件膜通量和分離效果的影響，結(jié)果表明在電化學(xué)膜組件工作模式下，這種新型金剛石復(fù)合膜具有一定的自清潔能力，膜抗污染能力得到提高，延長(zhǎng)了其使用壽命，同時(shí)強(qiáng)化了膜分離過程。
　　應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室HFCVD設(shè)備，以固體B2O3為硼源，氫氣流量24

3、0sccm，碳源流量70sccm，反應(yīng)室氣壓3.5-4KPa，襯底溫度800℃，生長(zhǎng)6小時(shí)后在多孔鈦襯底上沉積了BDD薄膜。為防止復(fù)合膜材料發(fā)生變形和裂紋，襯底預(yù)先在723K溫度下進(jìn)行退火10分鐘，同時(shí)制備完成后延長(zhǎng)襯底冷卻時(shí)間至5小時(shí)，使薄膜內(nèi)應(yīng)力緩慢釋放。
　　應(yīng)用循環(huán)伏安法對(duì)制備出的BDD/Ti復(fù)合膜進(jìn)行掃描，其具有接近4V的電勢(shì)窗口，對(duì)料液中的油滴既可以直接氧化又可通過產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的·OH實(shí)現(xiàn)間接氧化。
　　利用自制

4、膜組件對(duì)含油廢水進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電催化效應(yīng)有效抑制了凝膠層的生長(zhǎng)，相對(duì)膜通量維持在74％以上，COD去除率達(dá)到73.2％，遠(yuǎn)高于普通鈦膜和無電催化效應(yīng)的復(fù)合膜。
　　操作參數(shù)對(duì)組件性能的影響十分重要。由于副反應(yīng)的存在電催化電壓對(duì)膜通量和COD去除率的影響并不十分明顯。當(dāng)操作壓力上升時(shí)，初始階段膜通量有較大提升，但隨后開始快速下降，最后當(dāng)膜污染與電催化效應(yīng)平衡時(shí)，通量達(dá)到穩(wěn)定值;而COD去除率隨壓力的增加呈現(xiàn)先降后升的趨勢(shì)。過