在當前淡水資源短缺和能源不斷被消耗的背景下,對生活污水進行資源化處理以同步回收其中的凈化水、能源以及氮磷等營養(yǎng)物質對社會的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。最近,新興的厭氧滲透膜生物反應器(AnOMBR)工藝在回收生活污水中的資源上展現(xiàn)出極強的優(yōu)勢。然而,在實際運行過程中,正滲透(FO)膜較嚴重的膜污染和較差的氨氮截留能力極大地限制了AnOMBR的發(fā)展。為了克服這一缺陷,本研究探索了FO復合膜(TFC-FO)的支撐層的結構和活性層的表面特性對FO膜的抗膜污染能力和氨氮截留性能的影響,在此基礎上提出了胺基化改性TFC-FO膜以同步提升其抗膜污染和氨氮截留能力的膜改性策略,并揭示了胺種類的影響機制。本研究制備的PAMAM樹狀分子接枝膜在濃縮生活污水上展示出超強的氨氮截留性能和抗膜污染能力且可有效地抑制生物污染的形成。本研究首先探究了支撐層結構對TFC-FO膜的結構和性能的影響。研究結果表明,小孔結構的支撐層有助于形成粗糙度稍低、較薄、交聯(lián)度較高且表面具有較低羧基密度的聚酰胺(PA)活性層,對應的TFC-FO膜具有稍強的抗膜污染能力,其中具有完全海綿狀結構支撐層的FO-PEG的性能最佳。大孔結構...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
第1章 緒論
    1.1 資源短缺現(xiàn)狀
    1.2 生活污水資源化研究進展
        1.2.1 生活污水的傳統(tǒng)處理
        1.2.2 膜生物反應器
        1.2.3 厭氧滲透膜生物反應器
    1.3 正滲透技術簡介
        1.3.1 正滲透技術的基本原理及優(yōu)勢
        1.3.2 正滲透技術在水處理領域中的應用簡介
        1.3.3 正滲透技術的發(fā)展瓶頸
    1.4 聚酰胺正滲透膜的研究方向
        1.4.1 正滲透膜的發(fā)展概述
        1.4.2 支撐層的優(yōu)化改性
        1.4.3 PA活性層的優(yōu)化改性
    1.5 研究目的及意義
    1.6 研究內容與技術路線
        1.6.1 主要研究內容
        1.6.2 技術路線
第2章 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 膜材料
        2.1.2 實驗藥品
    2.2 實驗儀器與測試平臺
        2.2.1 實驗儀器與設備
        2.2.2 膜測試平臺
    2.3 實驗方法
        2.3.1 正滲透復合膜的制備
        2.3.2 膜材料的表征
        2.3.3 膜傳質性能表征
        2.3.4 生活污水濃縮效能分析
第3章 支撐層結構對TFC-FO膜的抗膜污染能力與氨氮截留性能的影響
    3.1 引言
    3.2 不同結構支撐層的制備
    3.3 SPES支撐層的表征
    3.4 不同支撐層結構的TFC-FO膜的表征
        3.4.1 PA活性層的形貌
        3.4.2 PA活性層的物化性質
        3.4.3 支撐層結構對活性層的影響
        3.4.4 TFC-FO膜的滲透性能
    3.5 TFC-FO膜的生活污水濃縮性能及其影響機制
        3.5.1 不同結構支撐層的TFC-FO膜的生活污水濃縮性能
        3.5.2 支撐層結構對膜污染的影響機制
        3.5.3 支撐層結構對截留能力的影響機制
    3.6 本章小結
第4章 PEI接枝TFC-FO膜的抗膜污染能力與氨氮截留效能研究
    4.1 引言
    4.2 TFC-FO膜 PA活性層表面接枝PEI
    4.3 PEI接枝膜的表面特征和滲透性能
        4.3.1 PEI接枝膜的表面特征
        4.3.2 PEI接枝膜的滲透性能
    4.4 PEI接枝膜的氨氮選擇性能評價
    4.5 PEI接枝膜的生活污水濃縮性能
        4.5.1 PEI接枝膜的膜污染特征
        4.5.2 PEI接枝膜的氨氮截留效能
        4.5.3 膜污染對氨氮截留效能的影響機制
    4.6 胺基化改性對TFC-FO膜性能的影響
    4.7 本章小結
第5章 PAMAM樹狀分子接枝TFC-FO膜的抗膜污染能力與氨氮截留效能研究
    5.1 引言
    5.2 TFC-FO膜活性層表面接枝PAMAM樹狀分子
    5.3 不同代數(shù)PAMAM樹狀分子接枝膜的表征
        5.3.1 PAMAM樹狀分子接枝膜的表面特征
        5.3.2 PAMAM樹狀分子接枝膜的滲透性能
        5.3.3 PAMAM樹狀分子接枝膜的氨氮選擇性能
    5.4 不同代數(shù)PAMAM樹狀分子接枝膜的生活污水濃縮性能
        5.4.1 PAMAM樹狀分子接枝膜的抗膜污染性能
        5.4.2 PAMAM樹狀分子接枝膜的氨氮截留性能
    5.5 G2 PAMAM樹狀分子接枝濃度對接枝膜表面性質和性能的影響
        5.5.1 G2 PAMAM樹狀分子接枝膜的表面性質分析
        5.5.2 G2 PAMAM樹狀分子接枝膜的滲透性能評價
        5.5.3 G2 PAMAM樹狀分子接枝膜的氨氮選擇性能的評價
    5.6 G2 PAMAM樹狀分子接枝濃度對接枝膜濃縮生活污水性能的影響
        5.6.1 G2 PAMAM樹狀分子接枝膜的抗膜污染性能評估
        5.6.2 G2 PAMAM樹狀分子接枝膜的氨氮截留能力評價
    5.7 G2 PAMAM樹狀分子接枝膜長期濃縮生活污水性能
    5.8 本章小結
結論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3861479