抗硅垢反渗透复合膜制备研究

发布时间：2024-03-02 16:11

　　反渗透膜分离技术是一种先进的水处理技术,因其节能高效、易于规模化、操作简单等特点,为解决水资源短缺及水污染问题做出巨大贡献。然而,膜污染和膜结垢严重缩短膜的使用寿命,增加能耗和设备维护费用,成为反渗透应用所面临的两大瓶颈。本研究工作主要通过调节膜表面特性来提高反渗透膜的抗污染和抗结垢性能。首先,论文研究了反渗透系统的操作条件(如料液温度、错流流量、操作压力)对膜表面硅垢形成速率的影响,通过监测膜渗透通量的变化及硅垢测试后膜表面形貌变化发现,在高料液温度、低错流流量和高操作压力条件下膜表面硅垢形成速率较快。因此,选择测试温度为25°C,错流流量为1 L·min^-1,操作压力为1.5～2.5 MPa的条件作为后续硅垢测试的操作条件。其次,论文利用植酸(PhA)和三价铁离子(Fe³⁺)在商品聚酰胺复合(PA-TFC)反渗透膜表面进行层层自组装改性,制备Fe-PhA改性膜。与PA-TFC膜相比,Fe-PhA改性膜表面的亲水性提高,粗糙度降低,负电荷增多,渗透通量略有下降,盐截留率提高。经过硅垢和牛血清蛋白(BSA)的单独污染测试,发现Fe-PhA改性...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1芳香聚酰胺复合膜结构示意图[12]

天津大学硕士学位论文2材料组成不同，因此可分别优化支撑层和分离层使复合膜的性能达到最优[12]。例如，支撑层中引入纳米颗粒以提高亲水性和孔隙率，对分离层进行改性以调节膜表面特性，优化界面聚合工艺制备超薄致密分离层[13-15]。图1-1芳香聚酰胺复合膜结构示意图[12]Figur....

图1-2膜过程的浓差极化现象Figure1-2Thephenomenonofconcentrationpolarizationinmembraneprocess

第1章文献综述3膜表面造成污染。膜的无机物污染一般也称作为膜结垢。与有机物污染不同，无机垢，如碳酸钙、硫酸钙、金属氧化物和二氧化硅等，主要是由浓度超过平衡溶解度的无机物成核结晶或脱水聚合沉积到膜表面形成。近些年来，膜结垢问题因其极易造成不可逆的膜通量下降，并且普通化学清洗剂难以将....

图1-3反渗透膜表面无机垢形成过程示意图[17]

天津大学硕士学位论文41.2膜结垢及控制策略反渗透膜结垢是有无机物在膜表面的沉淀、聚合和胶粒沉积所造成的[26,31]，如图1-3所示。脱盐过程中，由于无机盐被反渗透膜截留，积累在膜表面的盐离子浓度是可以达到原料液中盐离子浓度的4~10倍；当超过其溶解度极限时，膜表面就会发生无机....

图1-4pH2～12范围内无定形二氧化硅溶解度模型曲线[39]

第1章文献综述7硅酸溶解度随着pH值的增加而迅速增加，pH值为10.6时，溶解度约876mgL-1。硅酸的溶解度增加是因为H4SiO4转化为H3SiO4-和H2SiO42-。高pH值下硅酸盐离子的存在不仅影响二氧化硅的溶解度，还对硅酸的聚合动力学产生影响。当硅酸的浓度超过200m....

本文编号：3917073