發(fā)布時間：2019-08-01 10:24

【摘要】：近年來,超濾被越來越普遍的運用到飲用水凈化和廢水處理中。但膜污染依然是超濾過程中存在的最大問題之一。本研究采用激光共聚焦掃描顯微鏡(CLSM)技術(shù),以熒光標(biāo)記的牛血清蛋白質(zhì)(BSA-FITC)和海藻酸鈉(SA-rhodamine)作為目標(biāo)污染物,考察不同操作條件下聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維超濾膜表面及內(nèi)部的污染物動態(tài)分布規(guī)律,并以圖像分析軟件Image J對膜上污染物進行量化分析,從而解析不同污染物的膜污染發(fā)生過程。在過濾50 mg/L BSA溶液的過程中,BSA首先在指狀孔與支撐層海綿結(jié)構(gòu)交界處積累,達到飽和后隨著過濾時間的進一步延長,向內(nèi)部遷移,在膜內(nèi)部呈較均勻分布,并且在膜外部形成了濾餅層。研究120L\m2.h、180L\m2·h、240L\m2·h過濾通量對膜污染的影響,結(jié)果表明,過濾通量小幅度提高(180L/m2·h)可以有效的提高截留率。然而當(dāng)過濾通量增大到240L/m2·h時,高通量下膜污染負(fù)荷提高,污染物與膜的接觸時間短,因此出水BSA濃度會升高。研究膜表面吸附對污染物分布的影響,得出表面靜態(tài)吸附一段時間可以減少膜內(nèi)部吸附,有效的減緩了膜污染進程。研究不同清洗條件對膜表面及內(nèi)部污染物的去除以及通量恢復(fù)率的影響,得出反洗方式以及0.1 mo1/L的NaOH堿洗可以強化去除膜表面及內(nèi)部污染物。與BSA不同,在過濾50 mg/L SA溶液過程中,SA僅集中在膜表面形成凝膠層以及膜表面淺層,并不會進入膜內(nèi)深處。這時因為SA在溶液中主要以聚合物的形式存在,尺寸可達165nm,可以完全被實驗用超濾膜截留。但膜表而形成的凝膠層不容易通過水力清洗去除掉。當(dāng)BSA與SA共存時,由于BSA分子影響SA大分子鏈間交聯(lián),使得SA聚合體變形減小為52.3nm而進入膜孔,雖然SA濃度降低很多,但仍舊形成了更為嚴(yán)重的膜污染。通過對PVDF超濾膜進行多巴胺親水改性,親水性的提高極大的降低了 BSA與PVDF間的相互作用,對膜上致污染分布規(guī)律的影響,得出膜表面的親水改性有利于減緩對BSA的吸附,從而減輕膜污染;膜表面吸附形成的凝膠層對膜阻力增長貢獻比較大,對于BSA而言,不可逆污染并非由于膜內(nèi)部對BSA的吸附造成的,污染仍是集中在表層。盡管整體改性能夠顯著減少膜內(nèi)部BSA的吸附量,但對BSA溶液的過濾阻力幾乎沒有影響,這說明膜內(nèi)部吸附的BSA對膜阻力貢獻不大。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU991.2

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本文編號：2521691