隨著經(jīng)濟社會發(fā)展和工業(yè)進步,人們對石油的需求量日益陡增,在促使石油加工等相關(guān)行業(yè)快速發(fā)展的同時,也產(chǎn)生了大量含油廢水。未經(jīng)嚴(yán)格處理的含油廢水一經(jīng)排放必然給生態(tài)環(huán)境和動植物生存造成嚴(yán)重危害。因此,如何高效處理這些含油廢水,已成為一個亟待解決的問題。在眾多處理方法中,如空氣浮選、撇取浮渣、光催化、凝聚、絮凝及膜分離等,膜分離技術(shù)因除油率高,操作簡單、耗能低、無需化學(xué)添加劑、易于滿足排放要求等優(yōu)點,被認(rèn)為是極具前景的技術(shù)。膜材料是膜分離技術(shù)的核心,所以一直是該領(lǐng)域研究熱點。炭膜是近些年快速發(fā)展起來的優(yōu)異膜材料之一,除了突出的分離性能外,還具有良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性、機械強度,更誘人的是易調(diào)控的孔徑與經(jīng)濟可行性,有望在處理含油廢水方面發(fā)揮重要作用。本文以酚醛樹脂為前驅(qū)體、羧甲基纖維素鈉為粘結(jié)劑,分別采用活性炭纖維(ACF)、聚丙烯腈(PAN)和硅藻土(DE)作為摻雜劑,經(jīng)混合、和面、陳化、壓膜以及炭化等過程制備了炭膜。分別采用熱重分析儀、傅里葉變換紅外光譜儀、x射線衍射和掃描電鏡等手段對膜材料的熱穩(wěn)定性、官能團、微結(jié)構(gòu)和形貌進行了分析。考察了三種摻雜劑的種類和用量、操作時間、進料濃度、跨膜壓力和進料流量等制備條件與操作條件對炭膜的油水分離性能影響。此外,也考察了炭膜的再生方案與效果,以及后氧化處理對炭膜結(jié)構(gòu)與性能的調(diào)控,探討了抗污染性能。結(jié)果顯示,三種摻雜劑均能有效調(diào)控炭膜的微觀結(jié)構(gòu)和分離性能,含油廢水通過炭膜的滲透分離過程同時受到篩分作用和吸附作用影響。具體為:(1)對于ACF雜化炭膜,ACF用量為15wt.%時,其前驅(qū)體膜的熱穩(wěn)定性最高;ACF用量為10wt.%時,所得炭膜平均孔徑最小,為0.48μm;采用ACF用量10wt.%制備的炭膜在跨膜壓力0.02MPa及進料流量6mL/min時,對濃度為200mg/L的含油廢水具有最高的油品截留率96.67%,同時滲透通量為181.91Kg/m~2 h。(2)對于PAN雜化炭膜,隨PAN用量的增加,前驅(qū)體膜的熱穩(wěn)定性先降低后增加;PAN用量為45wt.%時,炭膜的平均孔徑最小,為0.36μm;采用PAN用量35wt.%所制備的炭膜,在進料濃度50mg/L、進料流量6m L/min和跨膜壓力0.03MPa條件下,具有最高的油品截留率93.63%,此時滲透通量為251.08Kg/m~2 h。(3)對于DE雜化炭膜,隨DE用量的增加,前驅(qū)體膜的熱穩(wěn)定性提高,所制炭膜結(jié)構(gòu)變疏松;DE用量為25wt.%時,所制備炭膜的平均孔徑最小,為0.37μm;采用DE用量為25wt.%時,制備的炭膜在含油廢水濃度100mg/L、跨膜壓力0.02MPa、進料流量6mL/min時具有最高的油品截留率98.84%,此時滲透通量為103.35Kg/m~2 h。(4)對DE用量為25wt.%所制備的炭膜進行再生后,其通量恢復(fù)比為46.19%,總污染比為84.46%,膜污染較嚴(yán)重;另外,對此炭膜進行后氧化處理后,滲透通量提高到了254.52Kg/m~2 h,通量恢復(fù)比達(dá)到121.06%,總污染比降到66.07%,膜的抗污染性改善,但截留率則降低到69.11%。
【學(xué)位單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ051.893;X703
【部分圖文】：

膜分離過程主要原理示意圖

炭膜的制備流程

到濃度分別為 10、50、100 和 150mg/L 的含油廢水標(biāo)準(zhǔn)溶液。其中/L 含油廢水標(biāo)準(zhǔn)溶液的光學(xué)顯微照片如圖 2.3（a）-（c）所示，油光粒度分析儀（Zetasizer Nano ZS90，英國 Malvern 公司）測定，如，含油廢水中油滴粒徑基本分布在 0.1-10μm 的范圍內(nèi)，低濃度中油
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2854423