納濾膜去除水中全氟化合物的效能與機(jī)制研究
發(fā)布時間：2021-10-25 23:26
近年來,全氟化合物（Perfluorochemicals,PFCs）被發(fā)現(xiàn)較廣泛地分布于自然界中,由于其對動物和人類健康的潛在威脅而引起較多關(guān)注。由于全氟化合物的化學(xué)穩(wěn)定性,傳統(tǒng)污水廠的生化處理方法難以將其有效去除。納濾膜技術(shù)由于其突出的截留效能,被應(yīng)用于水中全氟化合物的去除。然而,由于納濾過程中PFCs-膜間相互作用仍不明確,導(dǎo)致PFCs在過濾過程中存在去除率不穩(wěn)定、膜污染等問題。本文在動態(tài)錯流過濾、靜態(tài)吸附PFCs等條件下研究了PFCs的過濾去除機(jī)制,對吸附、截留等過程進(jìn)行定量化分析,并在量子計算理論層面模擬納濾截留過程,揭示納濾過程中PFCs-納濾膜相互作用。本文研究了致密型納濾膜（NF90）和疏松型納濾膜（NFG）對6種典型PFCs的動態(tài)截留效果,在相同通量下與PFCs的粒度排阻理論去除率進(jìn)行對比分析,確定粒度排阻、吸附等膜-PFCs相互作用。通過電性分析、過濾機(jī)制定量化、成鍵分析等對PFCs納濾過濾機(jī)制進(jìn)行研究。結(jié)果表明2種納濾膜對6種PFCs的去除率存在顯著差異,即粒度排阻、靜電斥力、疏水作用、氫鍵作用等對PFCs的去除貢獻(xiàn)率占比不同。通過作用機(jī)制定量化發(fā)現(xiàn),NF90膜去除...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
代表性PFCs分子結(jié)構(gòu)圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文表 測定儀 TOC-L·cpn 島津，輪泵 WT3000-1JB 蘭格，組件 CF042 Crossflow Cell Sterlitec外光譜儀 Nicolet is 50 賽默飛世子顯微鏡 HITACHI SU8010 日立，顯微鏡 Bruker Dimension ico Bruker電子能譜儀 PHI5000VersaProbeII ULVAC-PH 計 pHS-3B 上海，水浴鍋 HH-4 江蘇中大儀裝置過濾裝置置示意圖見圖 2-1。
a） 裝置示意圖 b） 裝置實物圖圖 2-2 靜態(tài)吸附試驗裝置圖靜態(tài)吸附實驗裝置如圖 2-2，PFCs 吸附在納濾膜表面，膜表層不施加壓力且只有上表層與 PFCs 溶液直接接觸。在這種條件下，溶質(zhì)吸附可假設(shè)全部被膜表層吸附。溫度控制在 25 °C 左右。2.2.3 流動電勢測定試驗裝置流動電勢測定使用 Electro Kinetic Analyzer（EKA）裝配一個不對稱夾桿。膜樣品的 Zeta 電位測定通過 Helmoltz-Smoluchwski 方程來計算。2.3 實驗內(nèi)容2.3.1 錯流過濾實驗2.3.1.1 純水過濾實驗純水 4 L 進(jìn)行膜穩(wěn)壓條件實驗，運行時間 18 h，測試條件為溫度 20±2 °C，錯流流速為 0.3 m/s。在實驗過程中，記錄單位時間內(nèi)出水質(zhì)量，并根據(jù)通量測算公
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PFOS在銳鈦型TiO2表面吸附行為的理論研究[J]. 薛倩倩,何廣智,夏樹偉,潘綱. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[2]膜分離技術(shù)在環(huán)保中的應(yīng)用[J]. 李愛陽,蔡玲. 化工技術(shù)與開發(fā). 2007(10)
[3]PFOS/PFOA環(huán)境污染行為與毒性效應(yīng)及機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 周啟星,胡獻(xiàn)剛. 環(huán)境科學(xué). 2007(10)
[4]含氟有機(jī)化合物優(yōu)勢降解菌的篩選[J]. 吳敏,周鈺明,薛靜,徐飛高. 江蘇環(huán)境科技. 2003(01)
博士論文
[1]典型水體沉積物與點源周邊環(huán)境的全氟烷酸類化合物污染現(xiàn)狀及趨勢研究[D]. 鮑佳.大連理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]PFOS前體物質(zhì)（PreFOSs）的生物降解與轉(zhuǎn)化機(jī)制研究[D]. 周濤.大連理工大學(xué) 2018
[2]納濾/反滲透膜技術(shù)處理高鹽廢水及高濃度重金屬廢水的研究[D]. 田曉媛.湘潭大學(xué) 2014
[3]微量苯胺類化合物在納濾膜過程中的分離機(jī)理研究[D]. 付樂樂.東華大學(xué) 2013
[4]偏二甲肼與羥基自由基降解反應(yīng)機(jī)理的理論研究[D]. 徐亞飛.重慶大學(xué) 2008
本文編號：3458366
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：77 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
代表性PFCs分子結(jié)構(gòu)圖
哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文表 測定儀 TOC-L·cpn 島津，輪泵 WT3000-1JB 蘭格，組件 CF042 Crossflow Cell Sterlitec外光譜儀 Nicolet is 50 賽默飛世子顯微鏡 HITACHI SU8010 日立，顯微鏡 Bruker Dimension ico Bruker電子能譜儀 PHI5000VersaProbeII ULVAC-PH 計 pHS-3B 上海，水浴鍋 HH-4 江蘇中大儀裝置過濾裝置置示意圖見圖 2-1。
a） 裝置示意圖 b） 裝置實物圖圖 2-2 靜態(tài)吸附試驗裝置圖靜態(tài)吸附實驗裝置如圖 2-2，PFCs 吸附在納濾膜表面，膜表層不施加壓力且只有上表層與 PFCs 溶液直接接觸。在這種條件下，溶質(zhì)吸附可假設(shè)全部被膜表層吸附。溫度控制在 25 °C 左右。2.2.3 流動電勢測定試驗裝置流動電勢測定使用 Electro Kinetic Analyzer（EKA）裝配一個不對稱夾桿。膜樣品的 Zeta 電位測定通過 Helmoltz-Smoluchwski 方程來計算。2.3 實驗內(nèi)容2.3.1 錯流過濾實驗2.3.1.1 純水過濾實驗純水 4 L 進(jìn)行膜穩(wěn)壓條件實驗，運行時間 18 h，測試條件為溫度 20±2 °C，錯流流速為 0.3 m/s。在實驗過程中，記錄單位時間內(nèi)出水質(zhì)量，并根據(jù)通量測算公
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PFOS在銳鈦型TiO2表面吸附行為的理論研究[J]. 薛倩倩,何廣智,夏樹偉,潘綱. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報. 2013(07)
[2]膜分離技術(shù)在環(huán)保中的應(yīng)用[J]. 李愛陽,蔡玲. 化工技術(shù)與開發(fā). 2007(10)
[3]PFOS/PFOA環(huán)境污染行為與毒性效應(yīng)及機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 周啟星,胡獻(xiàn)剛. 環(huán)境科學(xué). 2007(10)
[4]含氟有機(jī)化合物優(yōu)勢降解菌的篩選[J]. 吳敏,周鈺明,薛靜,徐飛高. 江蘇環(huán)境科技. 2003(01)
博士論文
[1]典型水體沉積物與點源周邊環(huán)境的全氟烷酸類化合物污染現(xiàn)狀及趨勢研究[D]. 鮑佳.大連理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]PFOS前體物質(zhì)（PreFOSs）的生物降解與轉(zhuǎn)化機(jī)制研究[D]. 周濤.大連理工大學(xué) 2018
[2]納濾/反滲透膜技術(shù)處理高鹽廢水及高濃度重金屬廢水的研究[D]. 田曉媛.湘潭大學(xué) 2014
[3]微量苯胺類化合物在納濾膜過程中的分離機(jī)理研究[D]. 付樂樂.東華大學(xué) 2013
[4]偏二甲肼與羥基自由基降解反應(yīng)機(jī)理的理論研究[D]. 徐亞飛.重慶大學(xué) 2008
本文編號：3458366
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