聚醚砜(PES)-醋酸纖維素(CA)共混膜的制備及其在MBR中抗污染性能的研究.pdf

1、本文以聚醚砜(PES)為膜材料、二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)K30為添加劑，純水與DMAc混合液為凝固液，通過不同含量的聚醚砜(14％、18％、20％、22％)、不同含量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(8％、12％、14％、16％)得到不同制膜液組成，并由浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備不同鑄膜液組成的超濾膜。對不同組成和溫度條件下制膜液的粘度、膜的厚度和膜的力學(xué)性能等物理性能進行了測試與研究。用自制超濾裝置測定了膜的純水通

2、量和截留率，用掃描電鏡觀察膜的表面形態(tài)和斷面結(jié)構(gòu)，研究了各影響因素對膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，從而得到本研究范圍內(nèi)最優(yōu)制膜工藝，考察了具體因素對PES成膜過程中相分離行為以及最終膜結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：隨著聚醚砜含量的增大，膜厚度、斷裂強度增大；膜的通量逐漸減少而截留率逐漸增大；膜表面結(jié)構(gòu)孔隙率減少，孔徑稍微變小。不同含量的聚乙烯吡咯烷酮對膜的性能結(jié)構(gòu)有重要的影響，含量增大，膜的純水通量增大，但降低了膜的截留能力。采用正交試驗分析，得到本實驗

3、研究范圍內(nèi)最優(yōu)聚醚砜制備條件：PES含量為18％，PVP含量為12％，凝固液溫度為313K。
　　 為進一步提高聚醚砜超濾膜的親水性能，提高其抗污染性，對實驗制備的聚醚砜膜進行了改性。在自制聚醚砜超濾膜的基礎(chǔ)上，添加不同含量的醋酸纖維素進行共混改性，尋找最佳改性條件。主要考察了改性前后制膜液粘度和膜厚度的變化，通過表面接觸角測定儀、掃描電鏡、改性膜的純水通量和截留性能等方法來表征改性前后的結(jié)構(gòu)性能變化情況。研究表明：當(dāng)醋酸纖維素

4、的添加含量為2％時，改性膜的通量和截留率達到最佳狀態(tài)，達到了改性的目的。
　　 通過上述工藝制備的聚醚砜超濾膜，用于污水處理廠生活污水和工業(yè)廢水的處理。本實驗以松江新城污水處理廠曝氣池的污水為實驗用水?？疾炝烁男郧昂蟮臐B透通量，研究了超濾膜在去除廢水中COD、濁度、色度等方面的性能。實驗結(jié)果表明：滲透通量隨運行時間而逐漸變小，但經(jīng)過改性的膜通量減少幅度稍小；超濾膜對COD的去除率為80％以上，濁度的去除率為98％以上，對色度的去

5、除為80％以上。從兩種膜運行通量和清洗效果看，改性膜的穩(wěn)定通量高于未改性膜的穩(wěn)定通量，未改性膜和改性膜化學(xué)清洗后恢復(fù)率都達到78％以上。
　　 為了更好的了解膜的運行情況，本文進一步從膜污染阻力方面進行了較為具體的分析，考察了活性污泥在膜生物反應(yīng)器中過濾時兩種不同膜阻力及各部分阻力所占比例，具體考察了膜過濾過程中，膜阻力的主要來源、組成及不同膜的阻力變化，具體分析了膜過濾過程中膜阻力的變化特性，膜過濾的短期運行和長期運行時膜阻力

6、及各部分阻力所占比例的變化情況，分析了可能出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因，給予了適當(dāng)?shù)慕忉尅?br>　　 通過膜生物反應(yīng)器中膜阻力的測定，考察了膜過濾過程中膜阻力的主要來源、組成及變化，具體分析了膜阻力的變化特性和污染成因，得出膜污染主要是由于濃差極化及凝膠層形成的；通過對活性污泥進行終端過濾來反映膜污染機理，判斷出污泥的終端過濾過程嚴格符合沉積過濾定律；掃描電鏡照片也證實了膜污染主要是膜面沉積層引起的。
　　 本研究為聚醚砜膜成膜工藝優(yōu)