聚砜-磺化聚砜共混超濾膜的制備及用于海水養(yǎng)殖廢水處理的實驗研究.pdf

1、目前，隨著人們對海產品需求的不斷增加，海水工廠化養(yǎng)殖得到迅速發(fā)展。養(yǎng)殖廢水處理迫在眉睫。海水的鹽度效應，增大了傳統(tǒng)的生化法處理養(yǎng)殖廢水的難度。如在傳統(tǒng)活性污泥法中(CAS)，鹽度效應會破壞微生物細胞，導致細菌作用減弱，對化學需氧量(COD)和氨氮的去除率降低。聚砜(PS)是一類機械強度、化學性質和耐熱性能優(yōu)良的聚合物膜材料，同時也是疏水性材料，這種疏水性膜材料制成的超濾膜通量較低，限制了其在實際水處理中的應用。
　　針對上述問題，

2、本文從提高PS親水性能出發(fā)，制備出既具有親水性又具有良好截留性能的超濾膜，并初步探討了其對海水養(yǎng)殖廢水的分離性能。
　　首先利用聚砜(PS)制備親水性物質磺化聚砜(SPS);然后利用浸入相轉化法制備了PS/SPS共混超濾膜，討論了不同PS/SPS比例制得的超濾膜親水性能和膜形態(tài)，測試了不同超濾膜的腐殖酸(HA)分離性能，考察了熱處理對膜結構和性能的影響;最后探討了最優(yōu)性能的PS/SPS共混超濾膜對海水養(yǎng)殖廢水中主要污染物的分離性能

3、，并與未改性的PS超濾膜和商品PS超濾膜對海水養(yǎng)殖廢水的處理效果進行了對比分析。主要實驗結果如下:
　　1.以PS為原料、三氯甲烷為溶劑、氯磺酸為磺化劑制備磺化聚砜。對產物的紅外譜圖及熱重曲線進行了分析，結果表明，磺酸基團成功引入到PS分子鏈中。通過滴定法測得產物的磺化度為0.3，離子交換容量為0.64 meq/g。
　　2.利用浸入沉淀相轉化法成功制備PS/SPS共混超濾膜。隨著SPS含量增多，膜指狀孔結構逐漸變粗大。結果

4、顯示，PS/SPS比例為85％/15％的共混超濾膜性質最優(yōu)，分離性能較好。該膜接觸角為67.21°，比未改性的PS超濾膜降低10.07％;其吸水率由未改性PS超濾膜的14.41％，增加到為49.5％;孔隙率為73.14％，比未改性PS超濾膜增加37.74％。共混超濾膜通量為116.55 L/m2h，高出未改性PS超濾膜76.94％，截留率基本不變。該膜經85℃水浴熱處理后，其紅外譜圖和XPS譜圖顯示:高溫下磺酸基團發(fā)生交聯(lián)反應，熱處理對

5、膜結構產生影響，膜指狀孔結構變細。熱處理后共混超濾膜的分離性能實驗結果表明，HA通量下降15.67％，截留率基本不變，熱處理對共混超濾膜的截留性能影響較小。
　　3.實驗考察了未改性的PS超濾膜、PS/SPS比例為85％/15％的共混超濾膜、商品PS超濾膜對海水養(yǎng)殖廢水的處理效果。結果表明，PS/SPS組成比例為85％/15％的共混超濾膜效果最好。設備運行穩(wěn)定后，膜通量為163.18 L/m2h，分別高出了未改性的PS超濾膜、商品

6、PS超濾膜136％和18.79％。原水COD4.03mg/L的海水養(yǎng)殖廢水，處理后出水COD值為1.63 mg/L，COD去除率60％，與其它兩種膜的COD去除率基本相似。該膜分離后的海水養(yǎng)殖廢水COD達到《海水水質標準》(GB3097-1997)中養(yǎng)殖用水的要求(＜3 mg/L)。三類膜出水氨氮含量約為0.8 mg/L，未符合《漁業(yè)水質標準》(GB11607-89)要求(＜0.5 mg/L)，因此經膜處理后的養(yǎng)殖廢水需進一步進行臭氧氧