PTFE中空纖維膜用于膜蒸餾處理印染反滲透濃水的研究.pdf

1、印染廢水是一種含鹽量高、有機物濃度高、色度高、濁度高的廢水。目前的處理工藝主要有生化法、膜生物反應器(MBR)和反滲透技術(RO)。利用反滲透技術處理印染廢水會產(chǎn)生30％的反滲透濃水，將濃水外排會造成環(huán)境的嚴重污染。膜蒸餾(MD)是一種分離技術和蒸發(fā)技術相耦合的膜分離技術，可以應用于處理反滲透濃水。在MD中，膜材料的疏水性是關鍵。聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，簡稱PTFE）是一種強疏水性的膜材料，具有耐酸、耐堿

2、、耐熱的特點，是MD的理想材料。本文制備PTFE中空纖維膜，采用MD對印染反滲透濃水進行進一步濃縮處理，產(chǎn)水的指標達到了國家排放的標準。
　　本論文主要從以下幾個方面展開研究:(1)“推壓—膨化—燒結”的工藝制備PTFE中空纖維膜的研究，通過改變擠出頭的尺寸和拉伸倍數(shù)制備出不同內外徑和孔徑的膜，并研究PTFE中空纖維膜的微觀結構、孔徑分布、水接觸角、熱穩(wěn)定性;(2)將PTFE中空纖維膜制備成膜組件，采用真空膜蒸餾(VMD)實驗，考

3、察膜壁厚和膜孔徑對VMD產(chǎn)水通量和產(chǎn)水指標的影響;(3)考察VMD過程中操作條件對產(chǎn)水通量和產(chǎn)水指標的影響。系統(tǒng)研究了進料液溫度、進料液濃度、曝氣量、冷側真空度、進料液流速對VMD產(chǎn)水通量和產(chǎn)水中的溶解性總固體含量(TDS)、化學需氧量（CODCr或COD）、生化需氧量(BOD5)、色度、濁度、懸浮固體(SS)、pH的影響規(guī)律。并對浸沒式真空膜蒸餾(SVMD)進行正交設計，得出處理印染反滲透濃水的最佳工藝條件;(4)連續(xù)長期運行PTFE

4、中空纖維膜處理印染反滲透濃水實驗400小時，考察膜在長期運行過程中的穩(wěn)定性;(5)對膜污染和清洗過程進行研究，選擇最佳清洗方式。
　　實驗結果表明:(1)采用“推壓—膨化—燒結”的工藝制備出8種PTFE中空纖維膜，壁厚的范圍在400μm～750μm，平均孔徑的范圍在0.22μm～0.45μm，動態(tài)水接觸角在125°～127°。PTFE中空纖維膜的分解溫度在600℃;(2)VMD實驗結果表明，隨著膜壁厚的增加，產(chǎn)水通量降低，隨著膜孔

5、徑的增大，膜通量增加;產(chǎn)水的TDS、CODCr、BOD5、色度、濁度分別保持在10mg/L、30mg/L、7mg/L、10unit、2NTU以下，SS均為0，pH在6～8，說明PTFE中空纖維膜的孔徑在0.22μm～0.45μm適用于廢水的處理;(3)對于浸沒式和外壓式VMD,產(chǎn)水通量隨著進料液溫度、冷側真空度的增大而提高，隨著料液濃度的增大而減小，隨著曝氣量的增大產(chǎn)水通量先增大后減小，最后趨于平緩。VMD的操作條件對產(chǎn)水指標沒有明顯的

6、影響。SVMD正交試驗得出的最佳工藝條件溫度為80℃，曝氣量為5m3/m2.h，真空度為0.095Mpa;(4)400小時長期運行結果表明，產(chǎn)水通量隨著運行時間的增加而降低，運行400小時后，產(chǎn)水通量下降了41％，產(chǎn)水的TDS去除率依然保持在99.9％以上;產(chǎn)水通量下降的原因是無機鹽和少許有機物在膜表面的吸附和在膜孔的堵塞;(5)在膜清洗中，利用0.05mol/L的氫氧化鈉和0.5mol/L的鹽酸組合效果最佳，通量恢復到原始通量的97％