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中空纤维超滤膜在水处理中的应用
作者:管理员    发布于:2016-03-16 10:01:50    文字:【】【】【

  中空纤维超滤膜在水处理中的应用文佩,钱建华(浙江理工大学材料与纺织学院,浙江杭州310018)烯和聚丙烯腈超滤膜。通过过滤自来水和污水,讨论了过滤前后水的色度、浊度、pH值、氨氮含量、化学需量和水流量的变化,并通过扫描电镜观察过滤前后3种超滤膜的表面和横截面微观形态的变化水中的有机物按形态可分为悬浮态、胶态和溶解态3大类。从表3可看出,自来水的COD值由2.8mg/L分别下降至2.6、2.5、2.2爪8几,3种超滤膜均有微量的去除能力,其中PAN膜性能稍优越。污水的COD值由43mg/L下降至33~35mg/L左右,下降了18左右。若要提高超滤膜对COD的去除率,可以采用二膜系统(超滤+反渗透)。如果处理的是悬浮态和胶态有机物含量高的污水,为了降低超滤膜严重污染的几率,可以在超滤前,先进行混凝、澄清、过滤工序,减少水中悬浮态和胶态有机物110.超滤膜自来水滤前自来水滤后污水滤前污水滤后PES超滤膜PP超滤膜PAN超滤膜2.4膜过滤水流量的变化3种膜过滤时通水量不同,PES膜的初始水流量为3L/min,膜的水流量大体呈现出下降趋势,其中经历过数次起伏。PES膜在第9天和第18天经过反冲洗,可以看到,经过反冲洗后膜过滤的水流量得到回升,但比之前略有下降,这说明简单的用水对膜进行反冲洗并不能完全解决膜的堵塞问题,使用寿命下降。PP超滤膜的初始水流量为1.5L/min,从第9天开始,水流量开始下降,在第15天用超纯水对PP膜进行反冲洗,膜的水通量迅速回升。这是因为聚丙烯分子的规律取向使得膜的强度比较高,且制膜过程中未添加致孔剂使得材料的化学稳定性较好,冲洗后,膜的恢复性好。PAN超滤膜的水流量曲线表明,PAN超滤膜的寿命较其他2种膜短,这与聚丙烯腈的强度低、耐磨和耐疲劳性差的性质有关111. 2.5超滤膜横截面和表面形貌分析2.5.1超滤膜横截面形貌分析示出3种膜的横截面形貌。从图可看出,拥有指状结构的PES超滤膜和PAN超滤膜在过滤污水后,堵塞情况要比PP膜小得多。指状结构在过滤污水后能观察到部分杂质残留,而PP超滤膜的孔状结构在过滤污水后已经被杂质堵塞完全看不到了。这说明,指状结构的堵塞要小于孔状结构,从而决定了PES和PAN超滤膜的过滤性能要优于PP超滤膜。

  3种膜的横截面照片(X500)2.5.2超滤膜表面形貌分析图所示表面光滑致密的是PP超滤膜,即使放大示出3种膜放大500倍后的表面结构。如到2 000倍仍不能观察到有微孔结构。

  3种膜的表面(x500)从图中还可以看出,PES膜的表面光洁度比PP膜差,当放大到2000倍时,可以明显地观察到膜表面有均匀的孔隙结构,这是其过滤效果优良的原因。PAN超滤膜的表面有鳞片状的细纹,这些细纹能增加PAN过滤时对杂质的吸附能力,这解释了前文提到的PAN对自来水和污水的过滤效果优良。

  过滤后3种膜的表面均发生变化,都有不同程度的损伤。PES膜表面出现很多黑色裂斑,PP膜表面出现很多刮痕,PAN膜表面的鳞片纹面积减少。可能有2个原因:是在电机的加压下,杂质与膜刮擦导致膜表面出现很多刮痕和损伤;另个原因是膜表面被杂质覆盖,这些杂质与膜表面材料不一样,在电镜照片中以不同颜色呈现出来,从而使电镜照片出现斑点或花纹M. 3结论色度下降很明显,去除率达到80以上。超滤膜对水中的悬浮物和胶质有非常优良的过滤能力,对污水浑浊度的去除效果非常明显,去除率达到99以上。

  PES超滤膜对小分子的过滤能力要优于PP、PAN超滤膜。就终过滤效果而言,PES和PAN过滤效果相当,二者优于PP超滤膜。

  超滤膜对污水中的氨氮和COD的去除率有限,去除率仅为17左右。

  ~60h后,通量会下降,通过反冲洗的方法能使通量部分恢复,但通量呈衰减状态。

  电镜照片显示,超滤膜在过滤过程中,膜的微孔会受到不同程度的刮痕和损伤,还有杂质堵塞

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