我國酯化廢水含大量有機(jī)物、難處理,須探索更有效的處理方式。本文利用高回收率的正滲透（FO）技術(shù),將FO膜與水凝膠汲取劑聯(lián)用于酯化廢水的濃縮測試。本課題以三醋酸纖維素（CTA）為成膜材料,利用相轉(zhuǎn)化法制備CTA膜,通過水通量等性能測試考察成膜材料的影響機(jī)制并優(yōu)化膜性能;以N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）和丙烯酸鈉（SA）為單體,通過雙水相共聚法制備聚N-異丙基丙烯酰胺-丙烯酸納（NIPAM/SA）水凝膠,通過傅里葉紅外光譜和掃描電子顯微鏡分析,結(jié)合溶脹、退溶脹、動力學(xué)等指標(biāo),考察不同組份對水凝膠性能的影響機(jī)制并優(yōu)化其性能。最后,將優(yōu)化的CTA膜和水凝膠聯(lián)合應(yīng)用于酯化廢水的FO濃縮實(shí)驗(yàn)中,通過改變FO運(yùn)行參數(shù)（廢水COD濃度、膜面流速、汲取液種類、料液p H性以及汲取劑再生效率）,記錄各時間段的水通量和COD濃度的變化,分析和評價廢水濃縮效果。通過膜性能的分析,確定最優(yōu)鑄膜液配比為:14.5 wt.%CTA+10.0 wt.%馬來酸68.0 wt.%+1,4-二氧六環(huán)+7.5 wt.%丙酮。其中,成膜影響機(jī)制為:CTA濃度主要作用于分子鏈密度;馬來酸通過控制親水基團(tuán)數(shù)量和成膜速率;不同溶劑... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

正滲透過程原理示意圖

2實(shí)驗(yàn)材料與方法17該裝置包括有效面積為12cm2膜組件（長60mm，20mm，深3mm）、蠕動泵、原料液測試池、磁力攪拌器、汲取劑測試池、電導(dǎo)率儀、電子天平等。取體積為1L的去離子水作為原料液置于料液池中，配制1LNaCl（濃度為1mol·L-1）溶液作為汲取劑置于汲取劑池內(nèi)。設(shè)定膜兩側(cè)（汲取劑池和料液池）的蠕動泵為相同運(yùn)行參數(shù)，預(yù)設(shè)原料液和汲取劑以1.5L·min-1的流速循環(huán)流動進(jìn)行正滲透的性能測試。圖2-1實(shí)驗(yàn)室自制液-液正滲透裝置原理圖Fig.2-1Lab-scaletestsystemforFOmembraneperformance（1）水通量利用電子天平記錄汲取劑質(zhì)量的實(shí)時變化，通過公式（2-1）計(jì)算水通量。（2-1）其中：Jw（L·m-2h-1）表示水通量，即單位時間內(nèi)，單位有效膜面積內(nèi)通過的純水量，m（kg）表示汲取劑的增加量，ρ（kg·m-3）表示去離子水的密度，A（m2）表示膜的有效面積，t（h）表示裝置運(yùn)行時間。（2）返鹽量利用電導(dǎo)率儀測定原料液中電導(dǎo)率的實(shí)時變化情況，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算汲取劑中溶質(zhì)的濃度變化，再通過公式（2-2）計(jì)算返鹽量。（2-2）其中，Js（g·m-2h-1）表示返鹽量，c（mol·L-1）表示原料液的摩爾濃度，V（L）表示原料液在一個測試間隔的最終體積，A（m2）表示膜的有效面積，t（h）表示裝置運(yùn)行時間。

2實(shí)驗(yàn)材料與方法2145°C，50°C和55°C）的去離子水中，待6h的退溶脹作用后，取出水凝膠并除去其表面的游離去離子水后，立刻用分析天平測定水凝膠的質(zhì)量，通過上述公式（2-5）溶脹率Q。2.3.3水凝膠pH敏感性測試采用稱重法測定溶脹飽和狀態(tài)下的水凝膠在不同pH溶液環(huán)境中發(fā)生物理變化后的剩余含水率來分析和評價水凝膠對pH的敏感性和變化程度。利用磷酸二鈉和檸檬酸按不同質(zhì)量比配置pH為2、4、6、8、10和12的緩沖溶液，稱取6個質(zhì)量大致相同的飽和水凝膠分別置于上述6個不同pH值的溶液中，待6h后取出并去除表面多余溶液，立刻測量其質(zhì)量，利用公式（2-5）計(jì)算溶脹率，用以表示各水凝膠在進(jìn)行不同程度的退溶脹作用后的剩余含水率。2.4正滲透測試2.4.1水通量測試在室溫下，利用固-液正滲透裝置（圖2-2）測定制備膜與水凝膠汲取劑在正滲透過程中的水通量，來評價不同水凝膠汲取劑在正滲透技術(shù)中的應(yīng)用效果，優(yōu)化汲取劑參數(shù)。該裝置包括有效面積為3cm2自制膜組件（長20mm，寬15mm，深3mm）、蠕動泵、原料液測試池、汲取劑測試池、電導(dǎo)率儀、磁力攪拌器、電子天平等。取1L原料液置于料液池；取干燥水凝膠，浸入去離子水，活化15min后置于汲取劑測試池。設(shè)定膜兩側(cè)（汲取劑池和料液池）的蠕動泵為相同運(yùn)行參數(shù)，預(yù)設(shè)原料液和汲取劑以1.5L·min-1的流速循環(huán)流動進(jìn)行正滲透的水通量測試。利用電子天平記錄汲取劑質(zhì)量的實(shí)時變化，通過公式（2-10）計(jì)算水通量。（2-10）其中：JW（L·m-2h-1）表示水通量，即單位時間內(nèi)通過單位有效膜面積的純水量，m（kg）表示汲取劑的增加量，ρ（kg·m-3）表示水的密度，A（m2）表示膜的有效面積，t（h）表示裝置運(yùn)行時間。圖2-2實(shí)驗(yàn)室自制固-液正滲透裝置原理圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3108129