本文選題：正滲透(FO)膜　切入點(diǎn)：截留率　出處：《東華大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),在許多水源地和污水處理廠出水中檢測(cè)出了多種微量有機(jī)污染物質(zhì)一藥物和個(gè)人護(hù)理用品(pharmaeeutieals and Personal Care Produets,PPCPS),這些有機(jī)污染物物質(zhì)源于人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中的無(wú)序排放,具有較強(qiáng)的生物活性和生物降解緩慢的特征,對(duì)人類的健康造成了持久性的危害。其中治療癲癇癥、神經(jīng)痛和中樞系統(tǒng)性尿毒癥、多尿癥的卡馬西平,因其顯著藥效而被大量使用。但其往往會(huì)增加罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn),長(zhǎng)期暴露于這些藥物對(duì)像新生兒或因現(xiàn)有疾病服用該藥等高危人群具有潛在風(fēng)險(xiǎn)。已經(jīng)有研究證明反滲透和納濾是處理含卡馬西平污水有效的方法,其機(jī)理是使用過(guò)濾和截留作用,如空間位阻、靜電排斥以及溶質(zhì)和膜之間的疏水作用等。但壓力驅(qū)動(dòng)膜處理技術(shù)易遭受膜污染,并且能耗大。而正滲透(Forward Osmosis)是一種新型的膜處理技術(shù),由于低污染、低能耗、常溫常壓下運(yùn)行,無(wú)需外加壓力,過(guò)程簡(jiǎn)單且易于操作等優(yōu)點(diǎn),在污水處理、醫(yī)藥及能源等領(lǐng)域均有潛在的利用價(jià)值。在本研究中,首先采用三種商業(yè)正滲透膜研究了膜活性層朝向、汲取液濃度、流速和汲取液溶質(zhì)對(duì)卡馬西平截留效果的影響。結(jié)果表明,由于膜多孔支撐層間濃縮濃差極化引起了較高的濃度梯度,活性層朝汲取液的壓力阻尼滲透(pro)模式下卡馬西平截留率小于活性層朝原料液的正滲透(fo)模式。隨著汲取液濃度從0.5mol/l升高到1.5mol/l,三種膜對(duì)卡馬西平截留效果有所提高,但增幅逐漸減小且高濃度的汲取液會(huì)引起嚴(yán)重的鹽返混。cta-nw膜對(duì)卡馬西平的截留率隨濃度不斷提高,高濃度增長(zhǎng)緩慢。cta-es膜對(duì)卡馬西平的截留率隨著濃度的不斷均勻增加。而tfc-es膜在fo模式低濃度增加,高濃度反而減小。流速對(duì)于聚酰胺活性層聚酯篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)tfc-es膜的影響比醋酸纖維素活性層(cta)膜影響顯著,當(dāng)流速?gòu)?cm/s增加到24cm/s,醋酸纖維素活性層聚酯無(wú)紡布結(jié)構(gòu)cta-nw膜隨著膜兩側(cè)流速的增加對(duì)卡馬西平截留率反而下降。cta-es膜對(duì)卡馬西平的截留率變化不大。tfc-es膜fo模式下其截留率隨著流速的先增加后減小,pro模式下其截留率不斷增加。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)nacl是截留卡馬西平最適合的汲取液溶質(zhì),對(duì)卡馬西平的截留率隨著水通量增加而增加,但是過(guò)高的鹽返混可能導(dǎo)致卡馬西平截留率的下降。在正滲透實(shí)驗(yàn)中,醋酸纖維素活性層聚酯篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的cta-es膜對(duì)卡馬西平的截留率始終高于cta-nw、tfc-es膜,對(duì)卡馬西平的截留效果最好,三種商業(yè)膜抗污染性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)在fo模式下三種膜均顯示出較好的水通量穩(wěn)定性下降約20%,pro模式。三種商業(yè)膜水通量下降明顯,水通量下降約40%。實(shí)驗(yàn)又以pet無(wú)紡布為支撐層應(yīng)用靜電紡絲制備psf復(fù)合納米纖維,然后通過(guò)界面聚合法在psf/pet納米復(fù)合纖維上成功制備復(fù)合正滲透膜,改變不同的紡絲電壓和聚合物濃度,優(yōu)化紡絲條件。發(fā)現(xiàn)在最優(yōu)的25KV電壓下,PSF濃度從15%到25%時(shí),在FO模式和PRO模式條件下,三種比例正滲透膜水通量隨聚合物濃度先增高后降低,三種比例膜均呈現(xiàn)較高的通量25-36L/(m22h),以及較低的鹽返混通量0.02-0.1g/(m22h)。FO模式的純水通量比PRO模式小,鹽返混通量相反。在相同條件下,靜電紡制備的PSF-PET膜純水通量要高于三種商業(yè)膜,FO模式下約2~4倍,PRO模式下甚至高達(dá)2~7倍。鹽返混通量比商業(yè)膜小兩個(gè)數(shù)量級(jí)左右,在對(duì)卡馬西平的截留實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),三種比例的靜電紡復(fù)合正滲透膜均對(duì)卡馬西平有較好的截留效果,截留率高達(dá)84%-95%,略優(yōu)于兩種CTA商業(yè)膜,遠(yuǎn)高于TFC膜。靜電紡制備的PSF復(fù)合正滲透膜抗污染性能測(cè)試發(fā)現(xiàn),三種比例復(fù)合正滲透膜水通量下降明顯,FO模式水通量下降約30%,PRO模式水通量下降約45%,比商業(yè)膜更易于膜污染。
[Abstract]:In recent years , many kinds of organic pollutants ( pharmaeeutieals and Personal Care Produets , PPCPS ) have been detected in many water source and sewage treatment plants . These organic pollutants have been used in the fields of sewage treatment , medicine and energy . Under the same conditions , the pure water flux of PSF - PET film prepared by electrostatic spinning is higher than that of three commercial films .

【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：1684556