高強(qiáng)度、耐污染外壓式聚砜超濾膜的研制.pdf

1、膜生物反應(yīng)器（MBR）具有分離效率高、出水水質(zhì)好、污泥濃度高、生化能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，是一種高效廢水處理新技術(shù)。然而，目前MBR用超濾膜耐污染性較差，降低了膜分離性能，減少膜的使用壽命，增加了運(yùn)行成本。本文針對(duì)膜生物反應(yīng)器用超濾膜耐污染性差、膜強(qiáng)度不高等問(wèn)題，分別選用有機(jī)添加劑、無(wú)機(jī)添加劑、有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合添加劑配制超濾膜鑄膜液，通過(guò)改變鑄膜液中添加劑的種類(lèi)和含量改變超濾膜的耐污染性和機(jī)械強(qiáng)度，制備高強(qiáng)度、耐污染的超濾膜。
　　本文選用聚

2、砜（PSF）為膜材料，N,N-二甲基甲酰胺（DMAc）為有機(jī)溶劑，吐溫80為表面活性劑，系統(tǒng)地研究了聚乙二醇（PEG）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、氯化鋰（LiCl）、聚乙烯吡咯烷酮/氯化鋰等添加劑對(duì)聚砜超濾膜的結(jié)構(gòu)與性能的影響，探討了鑄膜液中添加劑的種類(lèi)和含量、聚砜含量、表面活性劑含量、攪拌溫度和凝固浴溫度等因素與超濾膜的耐污染性和機(jī)械強(qiáng)度的關(guān)系，研究、確定了適宜的高強(qiáng)度、耐污染聚砜超濾膜制備工藝，采用浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法制備了高強(qiáng)度、耐污

3、染的聚砜中空纖維超濾膜。論文中采用實(shí)驗(yàn)室自制的膜性能評(píng)價(jià)裝置、接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)超濾膜的純水通量、截留率和耐污染性進(jìn)行了檢測(cè)，用掃描電鏡表征了膜的表面形態(tài)和斷面結(jié)構(gòu)。
　　（1）系統(tǒng)研究了以聚乙二醇為添加劑制備聚砜超濾膜的各種影響因素，確定了其制備工藝參數(shù)：粘度0.58聚砜含量為14wt％，攪拌溫度為80℃，聚乙二醇（PEG）400含量為15 wt%，吐溫80含量為1 wt%，凝固浴溫度為35℃。制備的超濾膜純水通量為402.18 L

4、/m2·h，截留率為91.76%，膜阻力增大系數(shù)為1.94，接觸角為84.6°，分離性能和耐污染性能均優(yōu)于不加添加劑的聚砜超濾膜。
　　（2）系統(tǒng)研究了以聚乙烯吡咯烷酮為添加劑制備聚砜超濾膜的各種影響因素，確定了其制備工藝參數(shù)：粘度0.58聚砜含量為13 wt%，攪拌溫度為70℃，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）K30含量為6 wt%，凝固浴溫度為30℃。制備的超濾膜純水通量為902.07 L/m2·h，截留率為91.18%，膜阻力增大系

5、數(shù)為1.35，接觸角為70.5°，分離性能和耐污染性能遠(yuǎn)優(yōu)于不加添加劑的聚砜超濾膜。
　　（3）系統(tǒng)研究了以氯化鋰為添加劑制備聚砜超濾膜的各種影響因素，確定了其制備工藝參數(shù)：粘度0.58聚砜含量14 wt%，氯化鋰含量為2.5 wt%，攪拌溫度為80℃，凝固浴溫度為30℃。制備的超濾膜純水通量為480.09 L/m2·h，截留率為91.79%，膜阻力增大系數(shù)為2.16，接觸角為83.4°，分離性能和耐污染性能均優(yōu)于不加添加劑的聚砜

6、超濾膜。
　　（4）在聚乙烯吡咯烷酮和氯化鋰的研究基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了以聚乙烯吡咯烷酮和氯化鋰為添加劑制備聚砜超濾膜的各種影響因素，確定了其制備工藝參數(shù)：聚乙烯吡咯烷酮和氯化鋰比例含量為9:1，聚乙烯吡咯烷酮和氯化鋰復(fù)合添加劑總含量為6 wt%。制備的聚砜超濾膜純水通量為1158.44 L/m2·h，截留率為86.22%，膜阻力增大系數(shù)為1.65，接觸角為80.5°，耐污染性能雖然較以聚乙烯吡咯烷酮為添加劑的聚砜超濾膜稍差，但優(yōu)于以

7、聚乙二醇為添加劑的聚砜超濾膜、以氯化鋰為添加劑的聚砜超濾膜和不加添加劑的聚砜超濾膜。
　　（5）在前期研究基礎(chǔ)上，研究、確定了以聚乙烯吡咯烷酮和氯化鋰為復(fù)合添加劑的中空纖維超濾膜的制備工藝，并制備了高強(qiáng)度、耐污染的外壓式聚砜中空纖維超濾膜，制備的外壓式聚砜超濾膜純水通量為305.47 L/m2·h，截留率為91.62%，斷裂強(qiáng)力為873 cN，斷裂拉伸率為197%，膜阻力增大系數(shù)為1.86，接觸角為81.4°，分離性能、機(jī)械性能和