【摘要】：隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,水資源短缺和水質(zhì)污染的雙重問題已經(jīng)日益嚴重,種類日益繁多的污染物對傳統(tǒng)的水處理工藝發(fā)起了挑戰(zhàn)。膜蒸餾技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種利用疏水膜進行膜分離的新型技術(shù),具有設(shè)備簡單、過程易自動化、節(jié)能高效等優(yōu)點,在處理過程中不會產(chǎn)生新的污染物。但其也存在一些缺點,如成本偏高、壽命較短、易產(chǎn)生膜污染等。本文自制疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜用于膜蒸餾實驗,并引入超聲波技術(shù)構(gòu)建超聲場耦合膜蒸餾反應(yīng)器,確定實驗最佳工藝參數(shù),并針對目前膜蒸餾過程中易產(chǎn)生的膜污染問題,研究多種污染物對于膜通量的影響,探究超聲場對于緩解膜污染的效果和機理。主要內(nèi)容和結(jié)果如下:對自制的PVDF疏水膜進行表征分析,包括膜的孔隙率、平均孔徑、接觸角的測量和膜結(jié)構(gòu)的分析,發(fā)現(xiàn)自制的膜具有良好的膜通量及疏水性,適用于后續(xù)膜蒸餾實驗。通過控制不同的參數(shù)研究直接接觸式膜蒸餾實驗?zāi)ね康淖兓闆r,包括熱側(cè)料液溫度、料液濃度、流量,結(jié)果表明,熱側(cè)溫度和熱側(cè)流量的提升對于膜通量有增強效果,冷側(cè)溫度的降低和冷側(cè)流量的提升對膜通量基本沒有影響,而隨著料液濃度的上升,膜通量則呈下降趨勢。引入超聲場后,考察不同工藝參數(shù)對于膜通量及相對通量的影響,探究膜蒸餾傳質(zhì)效果及膜抗污染性能的變化。結(jié)果表明,超聲場的引入對膜通量有明顯的提升效果,且與超聲波功率成正相關(guān),與頻率成負相關(guān)。超聲強化效果隨料液濃度上升而加強,隨熱側(cè)溫度和熱側(cè)流量上升而下降。對部分無機污染物和有機污染物進行膜蒸餾實驗,包括氯化鈉、碳酸鈣、硫酸鈣和牛血清蛋白(BSA)溶液,并對實驗前后的膜進行掃描電鏡(SEM)觀察,討論在有無超聲波情況下膜的分離性能及微觀結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明,超聲波對于NaCl膜污染造成的膜通量下降的改善十分有限;CaCO3由于其極低的溶解度,幾乎不會造成膜污染;超聲波的引入有效緩解了 CaSO4結(jié)晶析出導(dǎo)致膜通量大幅度下降的問題;因為BSA分子呈現(xiàn)親水性,難以附著在PVDF疏水膜上,因此引入超聲前后,膜通量基本都沒有下降。
【學(xué)位授予單位】：揚州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703;TQ051.893
【圖文】：

與結(jié)構(gòu)逡逑膜，需要具有良好的疏水性和多同時還需要一些其它必要的性（ＰＶＤＦ）膜是一種新興且綜合，對強酸、強堿、鹽類、鹵素、生物相容性、耐熱性、高分離（ＣＨ２—ＣＦ２）ｎ邋—，如圖１．２－５所有較強的氫鍵，含氧指數(shù)為４６％，為１７２°Ｃ，熱變形溫度為１１２？１４°Ｃ。其最突出的特點是具有較強。逡逑■邐ＭＭ逡逑

１０邐揚州大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑力驅(qū)動循環(huán)泵以一定流量傳送至膜組件一側(cè)，并回流到料液瓶中。冷凝水通過磁力驅(qū)動環(huán)泵抽送到放置在低溫恒溫槽中的螺旋銅管換熱器中降到一定溫度，再流至膜組件另外側(cè)，并回流到冷凝水瓶中。膜組件兩側(cè)入口前使用浮子流量計控制流量，膜組件入口和口處分別使用溫度計監(jiān)測熱側(cè)和冷側(cè)的溫度，使用電導(dǎo)率監(jiān)測儀實時測定餾出液的電導(dǎo)滲透通量的計算公式如下：逡逑＾ｗ逡逑Ｉ邋—邐逡逑１邋ＡＡｔ逡逑其中，Ｊ表示滲透通量，ｋｇＴｒｆ２Ｖ；邋ＡＷ表示出物的量，ｋｇ；邋Ａ表示平板膜的有面積，ｍ２；邋Ａｔ表示取樣時間，ｈ。逡逑熱料液邋＾邐＾逡逑

膜片表面的孔徑，無法顯示膜片內(nèi)部的孔徑，這種方法測得的平均孔徑驗采用濾速法來測定膜的平均孔徑，即截取一定面積的膜片，在一定的對純水的濾速，采用葉凌碧［６９］修正式計算膜片的平均孔徑，計算公式如（２．９－１．７５ｓ）邋８ｒｉ６Ｑ逡逑ｒａ邋＝邋Ｊ邐７ｐａ邐逡逑，＾表示膜片的平均孔徑，ｍ；邋ｓ表示膜的孔隙率；表示水的粘度，Ｐａ邋ｓ厚度，ｍ；邋Ｑ表示濾速，ｍ３／ｓ；邋Ｐ表示操作壓力，Ｐａ；邋Ａ表示膜片的面公式計算得出，自制ＰＶＤＦ膜的平均孔徑為０．２０ｐｍ。逡逑觸角測定逡逑視頻光學(xué)接觸角測量儀（ＯＣＡ２０，邋Ｄａｔａｐｈｙｓｉｃｓ，邋Ｇｅｒｍａｎｙ）對制備的ＰＶ角測試，取膜片上５個點測試取平均值作為ＰＶＤＦ膜的接觸角。結(jié)果制ＰＶＤＦ膜的接觸角為１０６．３°。逡逑（２１ＱＩ９ＥＥ３ＳＩ逡逑

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