聚酰胺中空纖維正滲透復合膜的制備及性能研究.pdf

1、近年來隨著正滲透技術的發(fā)展，對正滲透膜性能的要求也越來越高，正滲透復合膜以其優(yōu)異的性能得到了越來越多研究者的重視。本文主要研究了聚酰胺中空纖維正滲透復合膜的制備、操作條件對膜性能的影響、以及在生活污水處理中的應用和其污染情況。分別選用聚醚砜和聚砜中空纖維膜為基膜，采用間苯二胺及均苯三甲酰氯作為水相和油相單體，通過界面聚合制備了聚酰胺中空纖維正滲透復合膜，并研究了單體濃度對所制備正滲透復合膜性能的影響。在此基礎上，以最優(yōu)化條件制備了小型中

2、空纖維復合正滲透膜組件，并對其進行了性能測試。同時本文還研究了在不同測試條件下的最佳正滲透膜組件的性能。最后，將上述膜組件應用于城市生活污水處理，并對正滲透膜的污染情況進行了探討。
　　經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，聚酰胺復合正滲透膜的最佳制備條件為：以聚醚砜中空纖維膜為基膜，單體濃度為間苯二胺（MPD）1.5％（w/w），均苯三甲酰氯（TMC）為0.1%（m/v），反應時間60s，后處理溫度110℃-120℃。此時聚酰胺復合膜的活性層薄而致密，性

3、能最為優(yōu)良。當均苯三甲酰氯的濃度一定，改變間苯二胺的濃度（從0.5%逐漸增加到2.5%），正滲透膜的水通量隨間苯二胺濃度的增加一直下降，反向鹽通量也基本上呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，而截鹽率的變化不是很明顯，幾乎都保持在了98%以上。原因可能是，當間苯二胺濃度低時，形成的聚酰胺活性層過薄，對鹽的截留效果不好；而濃度過高時，形成的聚酰胺活性層厚且不均勻，導致水通量下降。因此得出的制備聚酰胺復合正滲透膜表面活性層的最佳單體濃度為：間苯二胺水溶液濃度

4、為1.5%（w/w），均苯三甲酰氯濃度為0.1%（m/v）。當選用聚砜中空纖維膜為基膜時，分別選擇內(nèi)外表面進行界面聚合，制備了外皮層、內(nèi)皮層和內(nèi)外雙皮層聚酰胺中空纖維復合正滲透膜，結(jié)果表明內(nèi)外雙皮層中空纖維復合膜能兼顧相對較高的水通量和截鹽率，但截鹽率不盡理想，只有90%左右。
　　在對復合膜的測試過程中，研究了膜的方位，汲取液的濃度及不同的汲取液對膜性能的影響。結(jié)果表明：當膜的支撐層朝向汲取液(即FO模式)時，膜的水通量較小，反

5、向鹽通量也較??；而當膜的支撐層朝向原料液(即PRO模式)時，膜的水通量較大，但反向鹽通量也增大；保持其他測試條件不變，改變汲取液濃度，結(jié)果表明隨著汲取液濃度的增加，膜的水通量隨之增加，反向鹽通量也隨之增加；當保持測試條件中其他因素不變，分別選用相同濃度的氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀作為汲取液，結(jié)果顯示隨著兩側(cè)滲透壓差的減小，膜的水通量減??；而隨著離子水合半徑的增大，反向鹽通量隨之減小，表明膜對其截留效果越好。
　　將所制備的聚醚

6、砜中空纖維復合正滲透膜用于城市生活污水處理研究，結(jié)果表明在FO模式下，雖然膜的水通量要比PRO模式下的低很多，但對污水中的氨氮、亞硝酸鹽和磷酸鹽的截留效果卻要好很多。當保持其他測試條件不變，逐步提高蠕動泵的轉(zhuǎn)速時，結(jié)果顯示隨著蠕動泵轉(zhuǎn)速的增加，水通量隨之增加，但是同時污水中的營養(yǎng)鹽透過正滲透膜的量也會增加?？傮w來說氨氮的截留率基本在80%以上，亞硝氮的效果最好，截留率達到了97%左右，磷酸鹽的截留率基本在93%左右。以腐植酸作為有機污染