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  • 2022-04-26 发布

聚砜磺化聚砜共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研究

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雜寸货料义考OCIIVAANUNERSITYOFCHIN硕±学位论文MASTE民DISSERTATION聚讽/横化巧讽共混超滤膜的制备及用于海水养5i废水处实验硏究论丈M日;Prearationofolysulfone/sulfona化dolsuffoneblendpppyultrafiltrationmembraneandexerimen化1studinmarinepy英文题aquaculturewastewatertreatment目:____:木迪作者:指导教师学位类别:全曰制学术学位用专业名称:竺—鲜膜fe术与g用研究方向:*’一fflSVI2015^5^250n谨1^1此论文献给我的导师和亲人宋迪n聚枫/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验硏究学位论文答辩日期:分^指导教师签字:\T答辩委员会成员签字:n独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的硏究工作及化得的研究成果,除了文中特别加W掠注和致谢的地方外,论文中不包含其。据我所知他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包含未获得(巧=如没有其化需要特别声巧的一,本栏可巧)或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。I签字円期学位论文作者签名:畔:月>1円学位论文版枚使用授巧书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,并同意W下事项:1、学校有权保留并向國家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被査阅和借阅。2、学校可W梅学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可tU采用影印"、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学中"国学术期刊(光盘版)巧子杂志社用于出版和编入CNKJ《中国知识资源总库》,授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名:导师签字:/签字円期1年月J円签字円期:》位年玉月可|t^n聚讽/横化聚讽共混超法膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研究摘要目前,,随着人们对海产品需求的不断増加海水工厂化养殖得到迅速发展。养殖废水处理迫在眉睫。海水的盐度效应,增大了传统的生化法处理养殖废水的难度。如在传统活性污泥法中(CAS),盐度效应会破坏微生物细胞,导致细一COD。菌作用减弱,对化学需氧量()和氨氮的去除率降低聚讽(PS)是,类机械强度,同、化学性质和耐热性能优良的聚合物膜材料时也是疏水性材料这种疏水性膜材料制成的超滤膜通量较低,限制了其在实际水处理中的应用。针对上述问题,,本文从提高PS亲水性能出发制备出既具有亲水性又具有良好截留性能的超滤膜,并初步探讨了其对海水养殖废水的分离性能。首先利用聚讽(PS)制备亲水性物质横化聚讽(SPS);然后利用浸入相转化法制备了PS/SPS共混超滤膜,讨论了不同PS/SPS比例制得的超滤膜亲水性(,能和膜形态,测试了不同超滤膜的腐殖酸HA)分离性能考察了热处理对膜PS/SPS共结构和性能的影响;最后探讨了最优性能的混超滤膜对海水养殖废水中主要污染物的分离性能,并与未改性的PS超滤膜和商品PS超滤膜对海水养殖废水的处理效果进行了对比分析。主要实验结果如下:。1、H对产物.WPS为原料巧甲烧为溶剂、氯横酸为賴化剂制备橫化聚讽,PS分的红外谱图及热重曲线进行了分析,结果表明横酸基团成功引入到子链中化3,离子交换容量为化64meq/g。。通过滴定法测得产物的横化度为2PS/SPS共混超滤膜。随着SPS含量增多,.利用浸入沉淀相转化法成功制备膜指状扎结构逐渐变粗大。结果显示,PS/SPS比例为85%/15%的共混超滤膜性质°,.07%最优,分离性能较好。该膜接化角为67.21比未改性的PS超滤膜降化10;?其吸水率由未改性15超巧膜的14.41%,增加到为49.5%;孔隙率为73.14%,比未2改性PS超滤膜増加37.74%。共混超滤膜通量为n6.55L/mh,高出未改性PS超滤’1巧。85C水浴热处理后,其红外谱图巧乂膜76.94%,截留率基本不变该膜经谱应,,膜指状孔结图显示:窝温下横酸基团发生交联反热处理对膜结构产生影响构变细。热处理后共混超滤巧的分离性能实验结果表明,HA通量下降15.67%,Tn聚讽/横化聚讽共混超滤族的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧截留率基本不变,热处理对共混超滤膜的截留性能影响较小。3.实验考察了未改性的PS超滤膜SPS85%/15%、PS/比例为的共混超滤膜、商品PS超滤膜对海水养殖废水的处理效果。结果表明,PS/SPS组成比例为285%/15%的共混超滤膜效果最好。设备运行稳定后,膜通量为l63.18L/mh,分别高出了未改性的PS超滤膜、商品PS超滤膜136%和18.79%。原水COD4.03mg/L的海水养殖废水,处理后出水COD值为1.63mg/L,COD去除率60%,与其它两种膜的COD去除率基本相似。该膜分离后的海水养殖废水COD达到《海GB3097-水水质标准》(1997)中养殖用水的要求(<3mg/L)。兰类膜出水氨氮8m/L-<0含量约为化,未符合《》(GB^60789)要求(5m/Lg渔业水质标准.g),因此经膜处理后的养殖废水需进一步进巧臭氧氧化等方法去除氨氮。关键词:聚讽;横化巧讽;共混;超滤膜;海水养殖废水处理IIn聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧Preparationofpolysulfone/suIfonatedpolysulfoneblendultrafiItrationmembraneandexerlpimentastudyinmarineaquaculturewastewatertreatmentAbstractNowadays,withtheincreasingdemandforseafoodandtheieldsofthemcontinueytodecline化efieldofmarineauaculturehasbeenasired化dloore,qpevepmsustainablandefic打tlMarineauacultutttttiit.Ayiey.qrew化ewaerreamensimmne打samat化roffact,seawatersalinityefecthasnegativeinfluenceon化eperformanceof化eCASforhighsaltexpressesanadversestresstomicrobialcellsleadingU)weakenedeficiencyofCODorammonianitrogenremovalPolysulfone(PS)isakindofpolymeric111口111)巧116ma化rialwhichhasanexcellentmechanicalstrengtJi,excellenthealresistanceandchemicalroerties.Howeveritshdrohobicroertpp,ypppyleadstoalowfluxinutilttilimitiitlitiiillrafraonmembranensacao打nractca,gpppwatertreatment.Forthis,thispaperstudiedhowtoimprovePShydrophilicproperties,akindofultrafllration(UF)membraneswithgoodhydrophilickyandgoodre化ntionpropertieswereprepaidandthendiscussed比eirseparationperformanceinmarineaquaculturewas化water.*Firsd乂sulfonatedpolys山fone(SPS)wasdesigned,and化en,化eSPSpowderswereblendedwi化PStofabrica化hydrophilicultrafiltrationmembranesbyphaseinversion.Thehydrophilicity,morphologyofPS/SPSblendedmembraneswerestudied.AlsohumicacidHAremovalermeationfluxwerestudiedbrile,(),pypreparedUFmembranes.Besides,westudiedUieefectsofheat化eatmenton化estructureandropertiesofthemembranes.Finallywediscussedtheexerimentalp,pstudyof化eoptimalblendmembranesperformanceinmarineaquaculturewas化wa化rtreatmentwiththeunmodifiedPSmembranetheurchasedPSmembranecomared.,ppTheconclusionswereasfollows:hSidireclfi1.TePSpowdersw针esymheszedfromtsuonationme化odusngPSasmn聚讽/横化聚巧共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧raw讯aterial,chloroform化solvent,CSAdilutedwkhchloroformas化esulfonatingagent.AnalysisoftheroductbinfraredsectroscoandTGAcurvesillustratedpyppy化esuccessfiilintroductionofsulfonicacidrouU)化ePSmoleculechain.TheDSgp〇ancHECvaluesof化esynthesizedSPSpowderswe代calcula化d化be30wt/〇and0il.64me/Ksectveusintitrationme1:hos.qg,pygd2WeusedimmersiktihaiiAodtorearePS/SPS.ionprecpaonpsenversonmepplffblendutrailtrationmembranesuccessftill.WiththeincreaseoSPScontentthey,r-finelikeporestructureofthemembraneraduallbecamelager.Theresultsggyshowed化atwhenPS/SPSratiowas85%/l5%,化eblendedUFmembranehad(heQbetterroertiesandsearationerformance.ThecoiUactanlewas67.21reducedppppg,〇b1007aredwihifiPSUFm化ke./icomt化eunmodedembraneewateruyp,p化〇0increasedfrom14.41/〇to49.5/0wUhresect化theunmodifiedPSUFmembranepand化ePS/SPSblendedUFmembrane.For化eporosity,化ePS/SPSblendedUFmembranewas73.14%increasedb37.74%comaredwi化化eunmodifiedPSUF,ypmembrane.AfterthedevicewasstablethefluxofPS/SPSblendUFmembranewas,^116.巧L/mhincreasedb76.94%withUieunmodifiedPSUFmembrane化e,y,〇retentionrateofthePS/SPSblendedUFmembranewas87.8/〇andthere化ntionra化basllicayunchaned.Aftert:hePS/SPSwkh85%/l5%blendul的filtrationmembranesg,weresoakedin85Cwater20minforheattreatment化esulfonicacidrous,gpd-showecrosslinkingreactionathihtemeraturesbanalzintheinfraredsectragpyygpandXPSspectra,theheattreatmenthadefecton化emembranestructure,therafi-membnengerlikeorestructuretaeredbecame化inner.TheHAfluxreducedbppy1567heiill.%andtnetretentonratebascayunchaned.g3.Westudiedthemarineauaculturewas化wmenfhdqatertreattoteunmoifiedPSmemb^00rane化eotimalerformanceofPS/SPSwith出eratioof85/0/15/0blend,ppultrafiltrationmembraneandUieurchasedPSmembranes.TheresultsshowedthatpwhenPS/SPSratiowas85%/15%,出eblendedUFmembranehad化ebetter2.化efluxwas16searationerformanceAfter化edevicewasstable.1L/mhpp,38,increasedb118ithifiPSFmy%%and.9%comparedw化eunmodedUembraneandtheurchasedPSUFmembraneresectivel.TherawwaterDconteiUswere4.03p,pyCOrvn聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧目录一第章文献综述11.1海水养殖废水的污染物及处理方法111.1.海水养殖废水中的污染物11丄2海水养殖废水处理方法21.2超滤简介61.2.1超滤技术简介6i1227..超滤膜的乐j备1.3聚讽类膜材料71.4聚讽膜的改性研巧1014.1聚讽膜的10.物理改性1.4.2聚讽膜的化学改性121513.本文研究意义及内容第二章横化聚讽的制备及表征152115.引言2.2实验部分15I22115..实验试巧J及仪器I22.2横化聚讽的审16.J备162.2.3横化聚讽的表征2.3结果与讨论181182.3.聚讽、横化聚讽红外吸收光谱分析218.3.2聚讽、横化聚讽热重曲线分析2.3.3横化聚讽的横化度192.4本章小结20.第H章PS/SPS巧混超滤膜的制备及表征213121.引言3.2实验部分2131I.2.实验试齐J及仪巧21In聚讽/横化聚讽共混超滤膜的剌备及用于海水养殖废水处理的实验研巧32.222.横化聚讽膜的制备3.2.3PS/SPS共混超滤膜的制备22..42332热处理对共混超滤膜性能的影响3.25PS/SPS共混比例对共混膜性能的影响26.3327.结果与讨论33127..横化聚讽膜的制备讨论33228..热处理对共混超滤膜性能的影响3.3.3PS/SPS共混比例对共混膜性能的影响333440.本章小结第四章膜在海水养殖废水处理中的实验研巧41.1水样选取4414.2实验部分414.2.1实验试剂及仪器414.2.2膜对海水养殖废水污染物的分离性能424.3结果与讨论424.3.143共混超滤膜水通量测试结果4.3.2膜对污染物去除效果考察444.4本章小结44第五章结论与展望46516.结论452展.望47?参考文献48^^56个人简历57在读期间发表的论文58,打n聚讽/横化聚讽共混超法膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧第一章文献综述11.海水养殖废水的污染物及处理方法当前,世界人口整体呈现不断增长趋势,人们动物蛋白的需求不断増加。陆一地畜牧业的大力发展为人们提供大量动物性食品同时也带来了定的环境範端,如过度放牧造成草原植被结构破坏,,±地沙漠化阻碍了牧业发展。海洋占地球表面积71%,蕴含丰富的资源,因此近些年,人们加速了对海洋的探索。世界U85,水产品约有%源于海洋。水产品的获取主要来自捕巧和养殖两方風。近年来大部分海详鱼类、蟹类、奸类等数目因长时间无节制捕携而迅速下降,海洋捕巧业受到明显抑制,所W海水工厂化养殖业迅速发展。海水工厂化养殖立足于海洋、生态保护,实现了海洋生物科学与工程技术的结合,利用化学物理、自动控制,学等学科作为指导手段,实现对养殖水体水温、水质等的半自动或全自动化管理使养殖体处于良好生长环境,提高养殖效率。我国大规模发展奸类的养殖最早始于1970年左右,至此海水工厂化养殖的概念初步形成;20世纪80年代初开始一一,研巧鲍鱼养殖,海水工厂化养殖得到进步发展些现代化仪;随着经济发展巧,如自动监测系统等被运用到工厂化养殖过程中,开肩了我国海水工厂化养殖W一。。,的第H个阶段然而,海水养殖业的污水排放造成了周边环境的污染方面一海水工厂化养殖必须有干净的、未污染的水源;另方面,己有报道指出,部分W水域环境因大量养殖废水的随意排放而多次发生赤潮现象,破坏了生态平衡。因此,搞清楚海水养殖废水中的污染物种类并寻求合理的废水处理方式尤为重要。1丄1海水养殖废水中的污染物海水养殖废水中的污染物结构与常见的陆源污水是不同的,且海水的盐度效41应更加大了处理海水养殖废水的难放。为了高效处理海水I厂化养殖废水,首要任务应弄清楚废水中所含哪些污染物。根据污染物来源不同,大体把海水养殖巧水中的污染物分为W下几类。1n聚讽/巧化聚识其混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧1丄U营养物和有机物的污染养殖海水体系中原有的浮游动物、浮游植物及藻类的数量和种类无法满,所足髙密度养殖生物的生长需求1^养殖过程当中为保证养殖体充足的养分W20,需投放饲料。然而,根据Gowen的调查显示,投入的饲料仅有%被利用过剰饲料则溶解在水中。随着过剩营养元素的不断积累,水体中氮、稱含量不断增加,。过剰。此外养殖体排泄物中也富含有机质、氮、磯和毒性物质一饲料和养殖体排泄物在底泥中长期积累、分解并在底泥表面形成层生物膜,底层水处于厌氧状态,有机物负荷增加,水质恶化,水体出现富营养化现象,给养殖业造成损失。1丄1.2化学品的污染海水养殖过程中需投放多种化学药物,用于养殖水体的消毒或预防和治一疗疾病,通常分为巧凝剂和吸附剂。但是,研巧者在水体中检測到相当部W分使用药物的残余,高恩等研巧了鱼类养殖,结果表明水体中抑菌剂残存2-长达7个月含量为.06.3l/^gg,残存期,这削弱了养殖水体对有机碳的分解水平。研巧发现,投放药物后底泥中硫酸盐还原率下降。废水中生化需氧量(BOD)指标増商。此外,大量化学药剂的使用,抑制了水体中有益菌的生长巧殖,使病原菌产生抗药性并大量巧殖,破坏了养殖池内微生态平衡,导致污染一物质的分解速率受到巧咱,自净能力降低,水体进步恶化。1丄2海水养殖废水处理方法为最大限度巧少海水养殖废水对环巧的危害,结合海水养迫废水的特点,国内外学者研巧许多污水处理方法,大体分为物理方法、化学方法、固定微生物法W及膜分离技术。1丄2.1物理处理方法,.?常规的物理处理方法有曝气、过巧、沉淀池沉淀、沸石粉吸附等。利用过巧技术去除悬浮大烦粒,如养殖体挥泄物和残留饲料,是最有巧、最经济2n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧的方法,对于无法通过重力作用沉降的悬浮态胶体污染物,可采用聚合铅、聚合硫酸铁(PFS)、聚二甲基二蹄丙基氮化巧(PDMDAAC)等絮凝剂使其凝聚成大颗粒悬浮物,待其沉降后将其除去。常用的过滤设备有沙滤器、化械过滤器、压力过滤器等。实跋中用较多的是机械过滤器(微滤机),,使并显示出了良好的处理效果。此外,活性炭、沸石、高分子重金属等吸附剂通过吸附作用也可除去废水中的悬浮物、吸附双重功、有害离子。沸石过滤器具有过滤W能。1970年,能截留悬浮颗粒、吸附氨氛等溶解态污染物泡沫分离技术在W后得到广泛应用,通过向被处理水中通入空气,溶解性有机物(DOM)等,达被微小气泡吸附形成泡沫浮到水面,最后通过分离水面泡沫到去除污染K9t’]物的目的。U.22.化学处理方法化学处理方法主要利用氧化还原的原理,氧化污水中的有机物,还原无机质,二同时杀灭水体中病原菌、臭氧、漂白液、氧化。常用的化学氧化剂有过氧化氨氯等,其中,臭氧的氧化还原电位在水中为2.07V,氯的氧化还原电位在水中为1J6V,.臭氧具有更强的氧化能力,在分解还原性无机质和有机质的同时可破,,。此坏病原菌细胞壁,进入细胞分解破坏细胞中的酶将其杀灭外臭氧在快速降低海水化学需氧量(COD)、氨氛和亚巧酸盐浓度等方面显示出良好的应用前景,需要指出的是,臭氧剰余含量高于0.06mg/L时,会对养殖生物产生毒性效一【ui1WII1应。聚氣丙稀胺多聚体水凝胶法是另种化学方法,研巧表明该法对养殖-N0-N)-P废水中的亚硝酸盐(2、硝酸盐(N03N)、巧酸盐(P04)等营养盐离子的处理效果良好并发现多聚体水凝胶在利用1mol/L的氮氧化巧溶液清洗后可,W再生循环使用,节约成本降低资源消耗。U.2.3生化处理方法、,它主当前,生化处理技术是处理溶解态污染物最有效最经济的方法‘要是利用微生物的代谢活动降解水体中的有机物等物质。养殖废水中的蛋白、稱,生物降解性较好,质、族水化合物和脂肪等主要是由碳、氮等元素组成因此该技术对养殖体排泄物和剰余饲料具有良好的处理效果。该技术两个重3n聚识/巧化聚讽巧混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧要方面是生物菌种的效能及其固定生长方式。海水盐度效应严重影响了消化|3【】菌群的生长环境,由于大部分菌类在离盐度下细胞失水,导致死亡,因此,利用生化方法有效处理海水养殖废水的关键在于如何保证生物菌落在海水环一境中的健康生长并选择出优良菌种。对这领域的探索,研巧者关注比较多【14,15】的是玉垒菌、光合细菌及硝化细菌。玉垒菌能有效去除废水中的亚硝氮,其主要是由高温放线菌构成的生化茜株和有机物,己研制成系列产品。目1617[,1,研究表明前,使用较多的菌类是光合细菌,该类菌对养殖水体的改善效果良好,,可有效去除水中污染物其通过在好氧、黑暗或厌氧、光照条件下W小分子有机物和二氧化巧作为供氧体兼碳源,进行不放氧光合作用,从而使得水体中硫化氧、氨氮等有毒物质含量下降。硝化细菌主要是亚硝酸菌和硝酸菌两类自氧细菌,分别起着转化亚硝氛为硝氛、转化氨氮为亚硝氮的作用。鉴于我国工厂化海水养殖发展迅速并造成日益严重的环境危害,国内18研巧者在生化处理菌种的筛选上进行了很多有益的探索【】对。己有研巧表明虫下养殖中某类有机降解茵对废水中有机物的去除效果良好,实际应用前景广阔。为给生化处理菌种提供合适的生长巧殖环境,研巧者研巧了固定化微生物技术。目前养殖水循环利用处理的常用工艺为接触氧化工艺。与固定化微生物技术相比,该工艺往往难W为生化处理菌种提供合适的生长、巧殖环境,进而巧咱废水生化处理效率。固定化微生物技术是将生化处理菌种包埋固定一在适宜其生长巧殖的微环境中,常用技术般是将经过培养后的髙巧度生化处理混合苗包埋在海藻酸巧((C6H7〇6Na)n)、聚乙巧醇(PVA)等凝胶材料中tw。该法中菌种不仅不容易流失,特定的包埋环境还优化了菌种的生存环境,使其成为优势菌中,对某些难生物降解的有机物和氨氮有明显去除作用,达PW。生,到处理废水的目的化处理技术处理废水过程中,也要考虑其他指标如循环巧能、潜在的生态保护能力等。1丄24.膜分离方法海水的盐度效应増加了养殖废水的处理难度,研巧表明盐度效应会破坏传活性污巧法中的微生物的细胞,导致细菌作用巧弱,COD和氨巧去除率降uiei低Rid等也研巧I盐度效应对污泥边巧的不利影响。膜分离技术自41n聚讽/横化聚识共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧20世纪初期出现来,便因其过程无相变、无化学变化、选择性好、可常温下操作等优点而得到迅速发展。该技术利用物质在分子水平上粒径的不同实现选择性分离,因此可选用不同孔径的膜去除废水中的悬浮颗粒、细菌、胶体、无机盐离子等,降低了处理过程中混凝剂和消毒剂的使用。利用膜分离技术处理海口4】水养殖废水己成为国内外研巧者热议的课题。Afonso等研巧了超滤膜处理海产--i2品加工废水,,97.7Lhm40%实验发现超滤膜渗透通量为,油脂截留率,蛋25【]白质截留率26%。Chao等试验了超滤膜处理蓝蟹养殖废水,结果豆示;超滤--i’2口666m】膜对BOD去除率达到.7%,但水通量仅为26Lh。Mameri等研究了PS超滤膜和陶瓷超滤膜对养殖废水的处理效果并进行了实验比较,结果表明,聚讽膜的抗污染性能和截留性能较优,实验过程中,聚讽膜、陶瓷膜渗透通量分fni50%,80%70%fon别下降40%、对蛋白质去除的效果分别达到和。Aso在研巧纳滤膜处理养殖废水时发现,纳滤膜对蛋白质截留率为82%,而水通量仅为--i,m221Lh。膜法处理海水养殖废水时,废水中污染物会附着在膜表面,阻塞膜孔,使膜通量降低。完全避免膜的污染是不现实的,因此废水在膜法处理前通P81.如过滤常经过预处理过程、离也等。刘国昌等利用超滤膜处理海水养殖废水时对废水进行了砂滤和精密过滤的预处理,W缓解膜污染,延长膜使用寿命,并对膜出水进行了紫外线杀菌等操作,分析出水水质,结果远示,出水COD含量为L97mg/L,出水总氮(TN)含量为4.45mg/L,出水总稱含量为0.66mg/L,N出水中基本不含,出水浊度为0.4TU。除总縣、总氮外,出水指标满足《海水PgiB3097-水质标准》(G1997)养殖用水要求。黄宝能采用过滤、连续超滤等技,7d,出水中非离子巧浓度为0m/L,术处理海水养殖废水经过循环过滤后.011gBOD浓度为225mL-,出水水质符合渔业水质标准(G789)要.g/《》BU60求。w】【张国亮等利用超滤技术处理养殖废水发现膜对细茜脱出率髙于90%,处理前后养殖水体含盐量无明显变化,为降化超滤巧污染,废水过膜前经过了精滤过程。W上研巧结果表明,为了提高膜分离技术的分苗效率,应解决好如何选取合适的膜材料、延长膜寿命等关键、如何兼頤髙截留率和髙渗透通量、如何缓解膜污染BR问题。此外,国内外研巧者探钟了膜生物反应器(M)对海水养殖废水的处理效果。该法将传统的生物法和膜的分离性能结合起来提高了污染物去除效率。3i1ShaiW等分析了含盐量对準生物反应器的影响,结果表明,盐度对BOD的去5n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧,在含盐量分别为0、8、16、和32/LBOD除没有影响g的条件下,去除率均高于99%,BOD含出水量低于1.3mg/L;实验表明,当给微生物足够适应盐度环,盐度对TN的去除率也没有影巧境的时间后,但是除槐的效果却降低。洪俊明PZl等在研巧盐度对膜生物反应器处理海水养殖废水时发现,盐度对TN去除率的影巧较COD去除率的影响大,含盐量35g/L后,COD去除率下降了2.6%,TN去除率下降了16.7%。1.2超巧简介G121..超滤技术简介40年代末18世纪,Schmi血利用棉花胶膜分离滤液发现,蛋白质、胶体等物一质被截留而水分子可W通过,其过滤能力远超过普通滤纸,超滤词首次被提出。首张人工超滤膜是由Martin在19世纪90年代末期制备。现代超淀技术大约在1960年开始出现,经过H十年的迅速发展,到90年代对超滤的研巧己趋于成巧。当前该技术在世界范围内己得到普遍应用,主要表现在在膜生物反应器(MBR)、海水淡化预处理レ3个。目前在中国义及废水回用领域,超滤技术的主要应用是在废水回用领域-〇-超滤技术的关巧是膜,超滤膜孔姪在化0010.0211之间,操作压力0.10.5^WMPa>1000300000。,通常截留分子里范围该技术利用膜孔径与分子粒径的差一别,在定压为驱动下,流经膜面的原料液中小于膜孔径的粒子(如水分子、无机盐离子等)巧过巧形成渗透液,大于膜化径的粒子则截留在膜表面并逐渐积累,其在原料液中含S逐渐増多形成浓缩液,W此原理实现了不同巧径分子的分离。-操作过程见图11。实际处理过程中,大分子物质易附着在膜表面造成浓差极化现象,因此可采用错流过巧方式或増大膜面水流速,将附着在膜巧的物质及时冲走,并定期对膜进行清洗。超滤膜有不同类型,如各向同性均匀膜和各向异性不对称巧等。目前应用较多的是不对称膜。超巧过程无相变、能巧低、成本较低、巧作简单,但无法有效去除溶解态有机污染巧,如废水中氮巧。6n聚巧/巧化聚巧共混趙滤膜的制备及用于海水养窗废水处理的实验研义细茵、至白巧等"原巧巧。?0《織巧〇。。。8。一z/fT。。。=^。。03。〇。。护。JV。。0:兰占立0。。。。。。。。。。。/。。。。。。\〇0。。^||巧孔适过巧水分子-图11超滤过滤示意图F-11Illttionofultrafiltrationig.usra122..超滤膜的制备超滤膜的制备有多种方法,如径迹蚀刻法、烧结法、拉伸法和相转化法。其中,应用最广泛的是相转化法。聚合物溶液发生相分离的方法有很浸入SouriraanLoeB沉淀相转化法因操作简便而被广泛应用,该法由加拿大科学家j和发明,因而又被称为心8相转化法,具体为:首先将聚合物溶液刮制在増强材料上,,如玻璃板、聚四氣己巧板等;然后将带有铸膜液的增强材料放入非溶剂中-后聚合物因溶剂体系随着溶剂和非溶剂之间的传质交换而发生液液相分离;最3,、的脱除而固化得到各向异性的不对称膜,整个过程至少包括种物质即溶剂一非溶剂巧聚合物,浸入沉淀相转化法是个热力学和动力学综合作用。研巧表明-,巧剂和非溶的过程,聚合物溶液发生何种液液分相由洛液的热力学性巧决定剂之间的传质交换为动力学扩散过程?铸膜液沒入非洛剂浴后迅速分相成膜是瞬一--液分相时液液分相定时间后分相成膜是延时液。分相;铸膜液浸入非溶剂中W"’I]-,方式的不同导致膜结构的不同,研巧表明瞬时液液分相通常得到《孔的-。文献报道,聚合物膜通常存在5膜表层,延迟液液分相通常得到致巧的膜表层4211、、。类结构形态:乱胶结构大孔结构粒状结构、胞腔状结构、双连续结构:①聚合采用浸入沉淀相转化法制膜时,对膜结构和性能影晌较大的因素主要有物的选择、②铸膜液浓度、③溶剂/非溶剂体系的选取、④添加剂的选择和用量等等。1.3聚讽类膜材料的要求:,如良好的物理膜技术的迅速发展,对膜材料的选择也提出了相应7n聚讽席I化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧稳定性和化学稳定性、良好的成膜性能等。用于成膜的材料有很多,通常分为无机膜材料和高分子聚合物膜材料。当前,陶瓷、金属、多孔玻璃、金属氧化物和沸石等是常用的无机膜材料。该类材料耐髙湿,价格便宜,但是脆性很大,不易43【1[w加工,因此,无机膜的制膜工艺较有机膜复杂。目前,超滤膜材料主要研巧,如聚讽类材料方向是高分子聚合物材料、醋酸纤维素(CA)、聚乙蹄醇(PVA)、聚丙蹄脂(PAN)等。虽然聚合物材料种类不断增多,但用于超滤技术的聚合物4[^膜材料应具有良好的成膜性能、适用于制膜方法的良好的物理性能等。聚讽类材料分子主链含有讽基和芳基,通常包括聚讽(PS)、聚趟讽PES)、(聚苯讽46PES[]等,。PS、是近年来应用最广泛的聚合物膜材料下面对这两种聚合物材料作简单介绍。图2给出了PS、PES的生产简图。两者生产原料相似,均利用亲核取代的47f1方法合成。双於A二氯二苯讽双酪S聚讽聚酷讽困-12聚讽、聚髓讽生产简图F-i2Productionschemat.1icofolsulfoneolfgpyle化ersuone,pyPS全称双酪A型聚讽,于20世纪60年代中期由UCC公司开发成功,其结构式如图3:+。告。■〇■献^换0图-13聚讽结构式F-i13ThestructureofPSg.由结构式看出,聚讽分子中所有键均不易水解。硫原子为最高巧化态,所W聚讽具有良好的化学稳定性,H使用p范围广。此外,讽基和苯环的离域效应使**- ̄聚识具有良好的热稳定性、抗巧化性及力学性能。巧识可在100C150C下长8n聚讽/横化聚巧共淮超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧期使用,其玻璃化温度(Tg)是195高聚物在TgW上弹性性质占主导地位,因此聚讽在在高温条件下仍具有良好的力学性能。聚讽可溶于极性溶剂中,如;-N甲基化咯烧雨-二甲基艺A(NMP)、NNc),酥胺(DM等。聚讽的成型加工有旋转、挤出、注射、吹塑等方法,通常被用作超滤、纳滤膜材料,除在膜材料的选择中备受青睐外,其化学稳定性可用于工厂装备的耐腐蚀徐糾;其无毒性可用于微波炉用食品包装容器,安全方面性能己得到美国食品医药营理局(FDA)的认可;其耐福照性能可用于原子能发电站核也元件;聚讽优异的机械性能也使其W1在汽车、航天、电子电气领域应用广泛。PES,也称聚芳巧讽,由1C讼司于20世纪70年代初开发,其分子结构式如围4所示:中吾。普!〇〇*图14聚醋讽结构式Fi1^TheStructureofPESg.1"4所示聚髓讽结构式如图,聚厳讽的热稳定性能和抗氧化性能优于聚讽,--,13CC结构及这可W从两者的结构式中看出对比图可知,聚敌讽分子链中不含"80 ̄200。聚酸讽可在C的环境中连续使用,T联苯结构且不存在醋类结构1g为’‘一225C-150160,、高冲击强,可耐C蒸汽被誉为了第个综合了高热变形温度[W度和优良成型性的特种工程塑料。聚路讽的耐化学药品性如表1所示。聚酪讽*3-10390的成型加工方法有挤出、吹塑、压缩等,注射成型的温度为0。聚辭讽因其无奉性也可用于离温煮沸的食品器皿的生产,其较小的模收缩率,可用于某一类有特殊要求的制品加工,、纳滤。由于其较好的成膜性聚隨讽主要用作超滤49【]PES膜材料,也用于正滲透过程中基膜的原材料。此外,具有优良的生物相容tw’W。性,在血液透析膜领域应用广泛9n巧w/巧化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧表-11聚路讽的耐化学药品性T-able1Thililf1echemcaresstanceofolethersuonepy ̄无机试剂彩响程度有机试剂影响程度^A环已掠A50%氧氧化巧A环己醇A10%巧巧A苯A浓巧酸C环己田C浓巧巧CH巧甲烧A浓盐酸A三巧乙烧C谢酸A乙二醇A醋酸A甲醇A满化钟中的gB丙三醇A双巧水A-T.甲苯B:A:B:有少量吸收或洛胀C;注无影巧,,有较大影响.不能使用1.4聚讽膜的改性研究-由图13看出,聚讽结构中不存在亲水性基团.膜表面自由能较低,体现出较强的疏水性,主要表现为疏水性溶质易在膜表面沉积造成膜通量下降,限制了tAui其在实际中的应用。研巧者发现,亲水性膜表面与污染物黏着力很小,通过化学清洗后膜通量恢复率接近100%,而疏水性膜通过化学清洗后膜通量恢复率1^180%-为90%。因此可对聚讽膜进行亲水性改性提高膜的分离性能。常用的改性方法有物理改性和化学改性。14..1聚识膜的物理改性物理改性有表面涂敷法PWW、共混改性法等。1.4丄1表面涂巧法表面涂巧是在膜材料表面涂救一层具有一定功能的巧层结构,达到改性的目57[的。李明明等巧4用聚巧超滤膜作为基膜,在膜表面涂敷多己胺W达到膜改性的目的,具体为,加入50mL2;首先将聚识基膜充分洗净放入膜反应池g/L的多,37r下12h,50己胺的海水溶液恒温振荡浸泡得到多巴胺复合膜;然后于X:下在2g/L的聚己巧亚胺(P封)溶液中浸泡4h,膜清洗后再与交联剂反应最终得,P到改性复合纳巧膜。经纳巧巧试在0.8Ma下,该复合纳滤膜处理2g/L的m化10n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧--32'镑溶液时水通量为4.96L.m.h,89.27%处理2/L的截盐率达到;g氣化钢溶液-2-i口8]时水通量为4921L.m.h.,截盐率27.3%,这说明该种改性是可行的。夏永清等将聚讽超滤膜浸入由構化聚厳讽、乙二醇甲礎、聚石二醇和乱酸构成的涂,覆液中得到横化聚路讽复合膜,作者指出,在选择合适的制膜条件和浸涂液组成的条件下.膜具有高通量、耐氯性能较好且对硫酸盐有较好的脱除性一能的优点。表面涂敷法操作简单,操作过程中般不破坏膜本体材料的性能,口91主要靠静电作用力、范德华力等物理作用与膜表面粘附。该方法中,涂覆剂与族表面的结合属于物理作用,随着时间增长,作用力会慢慢减弱,因此改tW性效果会慢慢削减。1A12.共混法一共混法是将几种性能不同的材料均匀的混合在起,通过充分利用每种材料的优良性能,达到改性的目的,。共混法成本低操作简单。通过对每种材料优良W]性能的有效利用,达到膜的有效改性。Han等将自制横化聚巧爾(SPEK)与聚讽共混得到用于正渗透(F0)操作的基膜,发现W共混超滤膜作为基膜的正50%16%。渗透膜水通量较聚讽膜作为基膜的正渗透膜増加,而截盐率仅下降.626"【131等将聚讽与亲水性物质聚苯并咪性(PBI)共混得到的改性膜通量较聚讽.膜增加了55.7%,通过处理牛血清蛋白(BSA)发现,截留率由36%増加到69%。63【]4马冯等将聚厳职与横化聚枫共混制得非对栋纳滤膜,当两者共混比例6:时得--2i-到的改性膜纯水通量90.3L.m.h,对PEG1000截留率为99.8%,对Na2S〇4溶液的截盐率为69%。然而,共混超滤膜由于各姐分之间结合力不强,亲水性材料容易被逐渐洗脱出来。研巧表明,商分子的两性有机改性剂通过与膜材料分子间相一。互缠绕,可长久保持改性效果浙江大学徐又等考虑从分子结构的设计一,出发,合成系列两亲性共聚物,利用共混法制备共混超滤膜结果表明:两亲性共聚物在成膜过程中自动迁移到了膜表面,进行自组装的过程,从而提离了超滤膜的亲水性巧抗污染性能。膜表面某些功能分子或基团可W利用共聚勸中的反应性基团固定,达到了对膜表面的深层修饰,长久保持改性膜IW,性质的目的,为未来超巧膜发展提供新途径对聚讽膜材料的改性提供了新的可能。IIn聚讽/巧化巧巧共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧1.4.2聚讽膜的化学改性化学改性是通过各组分之间的化学反应形成化学键,通过化学键的结合增强分子间作用力,克服了物理改性中组分之间亲和力不强的问题。主要包括:膜材料本体改性、表面接枝改性等。1421...本体改性一本体改性是利用定方法在膜材料中引入某种功能基团,实现改善膜性能的目的,因此考虑在其分子链上接入亲水性基。聚讽材料本身疏水性较强67[】二甲11团,如氨基、横酸基、證基等。〇1053等将氨基和邻苯酪亚胺引入到聚讽分子链中并研巧了C02/CH4气体分离膜的制备,结果表明,经过改性后,膜对两种气体的分离效果增强,C〇2的扩散受到抑制,显示出良好的应用前68[]景。Cho等将幾基引入聚讽分子中,分别制备的幾基化聚讽膜(CPS)和PS-用于F0的基膜,CPSFO膜聚讽膜()结果显示,改性膜水通量显著提高,------2i2i2i-的水通量为18L..h...hFO0.5L.m.hm,盐通量22gm,PS膜的水通量1,--2i盐通量15.mh。研巧发现,,.g.聚讽材料的本体改性可改变其疏水性能提高LutW膜渗透通量,但同时膜机械性能有所降低。等通过热重分析发现横化聚酪讽的分解温度低于聚酪讽,Guan等制备的SPES膜的抗拉伸强度随着横化度增大而降低,獲基化聚厳讽膊同样存在机械性能低的问题1.4.2.2表面接枝改性表面接枝技术首先是通过某种技术在膜表面产生反应活性点,然后利用该活性点引发某种活性单体在膜表面和膜孔内接枝聚合形成功能性接枝层,P21达到对膜改性的目的。高学理等利用紫外箱照接枝方法在聚讽超滤膜表----AA)5---2面接枝丙巧酸(和N(甲基3异下基咨基节基)丙巧巧胺(MBHBA),通过红外分析得出两种单体在紫外福射的条件下接枝率较高岛PW.通过对大肠杆菌的抗菌实验显示出改性膜具有较好的抑菌性能。杜瑞奎等PS在侧链上偶合接枝聚艺二醇制膜,结果表明,改性后,膜亲水性显著増强,W'接触角比未改巧时下降了28.6%。王忠明等測试了SPSAiOz杂化膜的性能,12n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧L结果表明,当Ti〇2含量在3:J,%l下时,复合膜的亲水性和机械强度得到提高在76一【提高膜通量的同时对膜的截留性能没有明显影响]。张正东等使用种新的光接枝方法:时/空分离光接枝.该方法中,紫外接枝反应被分成多个步骤,使膜77[1的孔内、外表面同时进行均匀的接枝改性。Yu等研巧者在聚讽膜表面接入两3--性共聚物[(甲基丙娩醜胺基)丙基二甲基(3硫代丙基)氨氧化按内盐](MPDSAH)发现膜的水通量随接枝率的提高略有下降,而抗污染性能却随接枝率的提髙而増强,对BSA的截留率提高。Chen、Song等在聚讽、聚厳讽二(PEG-超滤膜表面接枝聚乙醇)、N立稀基咕;咯烧巧,改性后的超滤膜渗透通量大幅度提髙且材料的血液相容性也得到提高。需要注意的是,利用光福照改性,破坏膜本体性能膜时应控制好福照时间和福照强度,否则膜材料主链发生降解。1.5本文研究意义及内容,增大了处理难度.海水养殖废水水量大、潜在污染物含量低。有研巧表明盐度对微生物细胞造成不利影响,细胞因失水而死亡,降低了传统的活性污泥法口|心1COD,但是臭氧的半衰期的去除效率。氧化技术中臭氧虽能快速降低海水-2025m,仅为in,因此,该技术中必需保持足够的停留时间并配备曝气和活性炭吸附工艺,且窝浓度下起到杀茵效果的同时也会导致养殖鱼邮的变异乃至死亡9[]。相比而,可根据膜孔径的不同实言,膜分离技术操作条件温和,过程无相变现不同粒径的物质分离,在。本文选用超滤膜探讨海水养殖废水处理的实验研究截留细菌、病毒和大分子有机物的同时允许盐分的通过,既保证了常温杀毒,又不会造成养殖用海水中养殖体所需的盐分的丢失,适合养殖海水的处理。为获得,高通量的膜,我们对机械性能较商的聚讽膜材料进行本体改性在保持合理机械性能的同时提离膜通量。本文研巧内容如下;(1)賴化聚讽(SPS)的制备及表征(CHC1,,W聚讽为原材料,H氛甲烧3)为溶剂氣横酸(CSA)为横化剂‘制备磯化巧讽,并对产物进行横化度测试、离子交换容量测试、红外表征及热重分析表征。(2)PS化PS共混超滤膜的制备及表征13n聚讽/横化聚巧共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧PS---W、SPS为膜材料400(PEG400)为致孔剂、N(I比、聚己二醇甲基咯烧嚴(NMP)为溶剂配得铸膜液,通过浸入沉淀相转化法制备PS/SPS巧混超滤膜。考察了不同共混比例的PS/SPS共混超滤膜的接触角、吸水性和孔隙-率,并对其进巧了扫描电子显微镜(SEM)、全反射红外光谱(ATRFTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角测试及机械性能的表征。测试了共混超滤膜的纯水透过系数、腐殖酸(HA)通量和截留率,考察了热处理对膜结构和性能的影响。(3)探讨了最优比例的PS/SPS共混超滤膜对海水养殖废水中主要污染物的分离性能的实验研巧并与自制PS原膜、商品PS超滤膜进斤比较。41n聚枫/巧化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验硏巧第二章横化聚讽的制备及表征2.1引言聚讽类的膜材料化学稳定性高、热稳定性和机械性能优良,但其亲水性能较弱,导致膜通量较低,因此研巧者对其亲水性的改性进行了很多研究。前文己指出多种改性方法,物理改性法通过组分之间的物理作用相互影响,不存在分子间作用力,因此最大问题是改性功能材料易流失,使改性效果慢慢减弱至消失。化学改性中的光福照表面接枝方法需严格福照时间和福照强,度否则膜材料主结发生降解,破坏膜本体性能。共聚改性对操作条件要求较商。stW因此本文采用本体改性方法,研巧表明,本体改性中横化技术的抗污性能较优且PS因含有富电苯环而易横化。賴化方法有前横化法和后横化法。前構化法首先进行单体的賴化反应,然后利用横化单体缩聚制备横化聚讽,该法可避免降解、交联等副反应,但是構化单体不易制备且过程复杂。后横化法是对聚讽类材料进行構化,有氛横酸構化法、裡化法、复合物横化法。复合物橫化法耗时长且=一乙基磯(TEP)有定毒性,处理复杂。裡化法工艺复杂。氛横酸構化法是最fW,生成苯环上含有单横酸基的横化产物常用的横化方法。本文利用横化方法,CH制备横化聚讽并用于膜制备中,提高膜的亲水性。W聚讽为原材料C13为溶剂,CSA为横化剂,制备構化聚讽,并对其进行横化度测定、离子交换容量(圧C)测定、红外表征及热重分析表征。2.2实验部分2.21.实验试剂及仪器2-表1实验试剂Tabe-21Exeenlprimentalreagts试剂名巧纯度产地^\上海蓝巧科技有限公司巧横酸(CSA)分析纯西亚试剂研巧中也巧化巧分析纯天津市己斯夫化工有限公司気巧化钢分析纯天津市巴斯夫化工有限公司15n聚讽/横化巧识共混超渡膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧S巧甲烧分析纯莱阳市经济技术开发区精细化工厂巧敌\国药集团化学试剂有限公司表2-2实验仪器ab-Tle22Experimentinstruments名称型号产地电热恒温水植DK-8B上海精宏实验设备有限公司电子天平AL204赛多利斯科学仪器(北京)有限公司一电热恒温鼓风干巧箱DHG-9070A上海恒科技有限公司傅里叶红外光谱仪TENSOR27德国KRUSS公司热重分析仪TAQ600美国TA公司2.2.2賴化聚讽的制备PS己有报道口2’83]20WCSA为巧化剂制备S,相关方法。称取g充分干燥的PS、‘150mL兰氯甲烧(CHCh)置于装有拨拌器、温度计的H口圆底烧瓶中,水浴50C’下攒拌,C的冰水14h使PS充分溶解得到均相溶液。溶液冷却后在0浴下进行剧一A和州Ci烈巧拌,并缓巧逐巧加入定虽CSb混合液(此30mn完成)过程控制在,反应液在0t下继续反应30min得到孰胶状固体于冰水中沉淀得到白色固体,即酸型SPS.用去离子水充分洗緣至pH为中性。将产物置于60C的真空干燥箱中烘干72h,巧后于100r下继续烘干48h,粉碎得到淡黄色粉末,备用。23.2.横化聚巧的表征2(州).2.3.1确化聚识的巧立叶变换红外光谱R测试用滨化巧压片法測定样品的红外吸收谱图。具体方法为;首先将漠化钟(KBr)、样品充分干燥,然后将样品与末W适当比例在玛逍研体中充分研>磨,1X1妒Pa压力下400500取适量样品用液压机在约,压制为透明巧片,样品在0-icm的波长范围内妇描得到其红外吸收光谱,分析是否发生巧化反应。?6!n聚讽/^i化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧2.2.3.2横化聚讽的热重分析(TGA)测试由于不同物质的受热分解温度不同,因此通过热重曲线可分析物质的热TA600)PSSPS稳定性及组分。本实验用热重分析仪Q(美国TA公司对、热稳定性及组分进行分析*。测试在氮气氛围下进行升温速率为10C/min,升温,’’9C-800C范围为1。2.2.33賴化聚讽的構化度测定口3,^]确化聚讽的横化度(DS)是利用滴定法测定。DS表示每个聚合物重复单体中所含横酸基团的平均个数。具体测定方法为:首先在锥形瓶中称量化IgSPS,24h,加入25mL3mo/L,粉末l的氛化巧溶液震荡均匀室温下密封放置(期间不震荡)。然后用移液枪移取5mL溶液于小饶杯中,用0.01moI/L的氨氧化。3,钢溶液滴定,献敌为指示剂重复次获取氯氧化钢的平均体积。DS计算公式如下:化作DS=.X〇〇/2-1…〇()W-0MMV--N其中,M滴定用NaOH,mol/LVaOH溶液体积,溶液的浓度;滴定消耗的mLW-用于滴定的所用横化聚讽的质量,g。2(旧).2.3.4离子交换容量C测定离子交换容量(也C)是指每1gSPS粉末中所含满酸基团的毫摩尔数(me/):qg,计算公式如下£C-7=22()442+81。文(81;442/mol);为棟其中,DS为确化度为SPS粉末重复单元的分子量g厳基团的分子里(g/mol)。71n聚讽/横化聚讽兴混超滤赎的制备及用于海水养靖废水处理的实验研巧2.3结果与讨论21.3.聚讽、横化聚讽红外吸收光谱分析-iPS、SPS红外谱围如图2-1巧示3400cm。由團看出,SPS红外光谱中对-i--)57应巧酸基团中的轻基(OH峰.83cm对应巧巧基团(,10S03H)的伸-0icm缩振动峰,168出现的新的吸收振动峰可能是因为賴酸基团的极性引起苯环的伸缩巧动,该巧与巧巧基团的数目和极性有关。此外,PS谱围中1238----iiiicm1166cmPS30cm处的大巧1379cm1407和处在S谱图中显示为12,和--i处在SPS谱图中显示为icm1404cm处的大巧些巧有可能是因为横酸基团,这的极性巧巧了苯环的伸缩振动。'yvZ4000350030002500200015001000500—iWavenumber'cm、2-图1PS、SPS粉朱红外光谱图2-Fi1FnRSSPSg.spectrumsofP、powders2.3.2聚讽、横化聚讽热重曲线分析聚讽-2PS、巧化聚讽的热重分析(TGA)曲线如图2所示。由酉看出,热’稳定性良好,在500CW前没有出现明显降解,500后因为PS主链的降解出现明显失重现象。SPS粉末的TGA曲线上出现明显3次的降解过程。’‘--100200C的失重是200450由于磯酸基团吸附的水分蒸发引起的;C的失重是由于横化聚讽中磯巧基团的分解引起的‘C500;W后的失重则是由于横化18n-女、■■聚讽/赌化聚讽共混超滤膜的制备反用于海水养殖废水处理的《验研巧聚讽主链的降解引起的。这与文献报道的结果相似口说明横酸基团成功引入聚讽分子链中。横化后,SPS粉末的热稳定性降低,但是横酸基团的降解发",生在200C左右,仍满足实际废水处理过程对膜条件的要求。1201—PS—SPS-100.80.\吝^20-.I.I.II?02004006008000Tempe巧ture(3()2-2PSSPS粉TGA曲线图、末的F-i22TGAcurvesofPSandSPSowdersg..p233..構化聚讽的横化度依据2.2.3.4所提到的方法进行磅化度的测定,经计巧?^化度〇5为0.3,离子交换容量为0.64meq/g,这表明PS聚合物重复单体中所含賴酸基团的平均个数ws-0t’w为.3。研巧表明,磯酸基团被引入的位a般是靠近主链巧氧原子的芳环上-,如图23所示。/HO^图2-3SPS化学结构F-i23ThechemicalstructureofSPSg.■k.n聚讽/?^化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研究2.4本章小结本部分主要通泣氛横酸横化法制备了横化聚讽,并对其进行了横化度测试、离子交换容量测试、红外表征及热重分析表征,所得结论如下;-i(1)对所得横化聚讽进行红外表征SPS1057.83cm。粉末的红外谱图中处出现賴酸基团的吸收峰,说明横酸基团成功引入到聚讽主链中。(2)对所得構化聚讽进行热重分析表征。对比PS、SPS热重曲线并结合文’-献进行分析,横化聚讽TGA曲线中200450C的失重是由于横化聚讽中横酸基团的分解引起的,结果表明,聚讽主链上成功引入了横酸基团。(3)所得賴化聚讽横化度为0.3,离子交换容量为0.64meq/g。.20n聚讽/横化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研兄第H章PS/S巧共混超滤膜的制备及表征3.1引言PS超滤膜因其优良性能而普遍使用,但PS的疏水性影响了超滤膜的处理性。能将亲水性材料与聚讽膜材料共混,利用浸入沉淀相转化法制膜,在水凝胶浴中亲水性材料分散到膜表面,賦予膜表面亲水性能。本章采取PS、SPS共海的方*,PEG400NMP为溶剂制法对膜进行改性W为致孔剂,W得铸膜液,利用浸入沉淀相转化法制备PS/SPS共混超滤平板膜,研巧SPS含量对共混超滤膜的性能影响,并对共混超滤膜进行表征。3.2实验部分321..实验试剂及仪器表3-1实验试剂Tab-Erile31xpemeiUalreagents ̄名称纯度厂家\德围匹斯夫巧化聚讽\实验室自制巧讽膜\上海蓝景科技有限公司聚乙二醇*400分析纯国药集团化学试剂有限公司N-甲塞斯咯烧巧分析纯国药集团化学试剂有限公司无水乙醇分析纯天津市富宇棟细化工有限公司\I巧殖酸实验室自串J表3-2实验仪器Ta-2ble3Experimentinstniments ̄ ̄名称型号.厂家电子天平AL204-ft利多仪器梅特勒(上海)有限公司电热桓温水植DK-8B上海巧宏实验设备有限公司一电热恒温鼓风干燥巧DHG-9070A上海恒科技有限公司超巧巧性能评价仪\实验室自制扫巧电子显微镜S4800日本曰立公司接触角巧虽仪bSAlOO德国克吕±公司21n聚讽/巧化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养适废水处理的实验研巧红外光谱仪TENSOR27德国布鲁克光谱仪器公司S-JSh拉力机AGimadzu公司紫外可见分光光度计UV-250岛津(苏州)仪器有限公司千分台式膜測厚仪Q/DBFF2-2030上海六菱仪器广3.2.2横化聚讽腹的制备【83】采用洛剂蒸发相转化法制备PS/SPS共混超滤膜,具体方法如下;一*(1)称取定量的S巧粉末溶于NMP溶液中,PEG400为致孔剂,去离子水‘为非溶剂,水浴50C下恒温攒拌24h,得到铸膜液常温下静置脱泡24h。铸膜液3-3组成见表。2一(),铸膜液脱泡完全后,用无水乙醇将刮刀和玻璃板擦拭干净利用定‘‘‘的刮刀厚度在玻璃板上延流成膜,35C下干燥12h,然后分别于65C和85C‘下干燥2h,最后在135C下烘干2h。(3)小也将膜从玻璃板上撕下,烘干备用。表3-3横化聚讽膜的铸膜液组成-Taiiible33ComostonofcastnsolutionfPSmembranepgoSwt18wtSPS25wtPS30wSP!铸膊液狙成(%)(%)(%S)(t%S)SPS182530PEG-400888去离子水0.40.40.4^^^323PS/SPS..共混超滤膜的制备采用浸入沉淀相转化法制备PS/SPS巧泡超德腹,具体方法如下:’一(1)称取定量的SPS粉末洛于NMP溶液中,水浴50C下溶解完全后过滤‘一去除不溶性杂质后称取定量的PS*、PEG400加入,50,然到上巧溶液中水浴C24>下恒温巧拌h,,24h。34得到铸腺液常温下静登脱泡铸膜液配方如表所示,根据SPS含鱼不同分别命名膜编号!#膜即为自制PS原膜。(2),铸膜液脱泡完全后,用无水己醇将刮刀巧玻巧板擦拭干净利用刮刀将铸膜液在玻巧平板上刮制成腹,刮刀厚度180^111。巧玻滴板迅速放入常湿下的去离子水中,,溶剂与去离子水发生巧转化膜从玻巧板上脱落。(3)将巧得膜浸泡于去离子水中保存备用,期间巧换水,保证溶剂交换完22-n聚讽/横化巧讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧全。3*4表PS/SPS共泡超滤膜的铸膜液组成Ta"ble34Comsiifis/PSbendedmeranespotonocastngo山tionofPSSlmbwSPS-400铸膜液组成(t%)PSPEG去离子水NMP1#0%SPS1880473.6().2#580473.6(%沈引17.10.9.0.63#10%SP16.21.88.473(W4#15SP5.32.780473.6K%W1.5#20PS80473.6%S14.43.6.()3..24热处理对巧混超滤膜性能的影响有文献报道指出,热处理对特定接杂SPS的PS改性膜的截留性能有积极作’用,因此通过水浴85C下对共混超滤膜热处理20min,考察热处理对膜性质的影响,实验考察了4#共混。超滤膜热处理前后的性能变化324.1热处理对膜亲水性能的影响..(1)接触角测试--接触角是指在气、液、固H相的会合点,固液界面的水平线与气液界面切--线之间的夹角空气水界面之间的接触角获得,。膜表面亲水性能通过测量膜表面,在表面越润湿,接触角越小。具体方法如下:首先将膜表面清洗干净真空干燥长条状I30r下烘干,平整贴于载玻片上。用DSA00接触角測箱,然后将膜剪成定仪测定膜静态接触角,将3纯水滴到膜表面,通过曲线拟合计算出水滴与ml超膜表由的接触角大小,为减小误差,每张膜片测试10个点I取其平均值分析膜的亲水性。(2)吸水性能的測定24I将复合膜浸泡于去离子水中h后取出,用滤纸迅速去除膜表面多余水分’4024h,称重,得到湿膜重量C真空干燥箱中,称重得到干膜;然后将膜放在质量。吸水性计算公式如下:23n聚讽/巧化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研究fy-IVWU=—^-X100%31()Wd其中,Ww为湿膜重量;Wd为干膜重量。(3)孔隙率的测定3-2从式看出,孔隙率的测定原理是膜吸收水分的体积与膜体积之比,因此也可W反映出膜的亲水性能。将制备的膜剪成直径4cm的圆形膜片,用千分台式测厚仪测定膜片厚度。然后将膜浸泡于去离子水中24h后取出,用滤纸迅速去除膜表面多余水分,称重,得到湿膜重量24,;然后将膜放在4(TC真空干燥箱中h称重,得到干膜质量。孔隙率计算公式如下:— ̄Po=—-rosityx100%32(I)JdAh‘其中,d为25C下去离子水的密度:A为圆形膜片在湿态下的面积;h为圆形膜片在湿态下的厚度。3.2.4.2热处理对膜稳定性的影响(1)拉伸测试采用AGS-J拉力试验机测定共混超滤膜的最大拉伸载荷,拉伸速度为1mmiif,.mr室温下測试。32A3.热处理对膜表面结构和形貌的影巧(1)红外表征膜清洗干净后在真空干燥箱30r下烘干。利用傅立叶红外光谱仪在全反射条件下-FTIR(ATR)对膜表面组成进行红外分析,操作过程中用无水乙醇将分析模具擦拭干净,保证结果准确性。(2)X射线光电子能谱(XPS)当样晶受到X射线巧射后,分子或原子的价电子或内层电子发射出来,通过分析不同元素的光电子动能与相对强度的关系,从而获得试样有关信息。将巧样品洗净烘干后进行XPS測试,从而获得膜表面化学链结构信息。(3)扫描电子显巧镜(SEM)24n聚讽/横化巧讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧SEM是利用电子束照射到被检测的样品表面,利用二次电子信号成像。膜表面和断面的形貌图可由SEM表征得到。首先将膜用去离子水清洗干净,在真空干’燥箱30C下烘干,然后将小面积膜片粘在载物台的导电胶上,遥免用手触碰膜表面,真空喷金20s,进行表面形貌观测;将千燥的膜片剪成细条状后置于液氮,20s中冷冻浑断用导电胶将浮断面固定于样品台上,真空喷金,进行断面形貌观测。3.2A4热处理对膜分离性能的影响(1)纯水透过系数(L)p纯水透过系数(L)用W表征分离膜的透水能力。具体测定方法如下:首先p21963cm将超滤评价仪清洗干净,然后将所得膜置于有效面积为.的实验室自制0>MI2h,W超滤评价仪的膜池内,W去离子水为料液,在操作压力.15a下预压选取4个不同跨膜压力008Pa.1.M.0使膜结构更加紧密.所得数据较稳定;然后MPa.,.0.12MPa.014MPa,采用死端过滤的方式分别测定纯水通量a)计算公式为:V=-^--33()7A乂t^2。,KL)/;)其中为滤出液体积(;为运行时间(h)为有效膜面积(m纯水透过系数(L)的计算公式为:pJL=-3-4()pp其中,尸为操作压力(MPa)。本文纯水透过系数数据为设备运行稳定后4个操作。压力下的平均值。当膜达到稳定后,变化压力对纯水透过系数的影响不大(2)膜对腐殖酸(HA)的分离性能2hL的腐殖酸(HA)溶液,将膜进行纯水预压后,将去离子水换成5mg/,作为进料液,在化10M化下过滤2h,考察分离膜的水通量和有机物截留率每一过紫外分光光度计分别测定隔15min接样次。水通虽计算公式见式(3);通进料液和滤出液在254nm下的吸光度,所用比色皿光程为10mm。截留率(欠)计算公式为:CC=厂f-/?x,w%(35)Cf25n聚识/确化聚识共混超法膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧,出液的吸光度其中。表示巧;Q表示进料液的吸光度。3/SP.2.5PSS共很比例对共混膜性能的影响3.2.5.1膜亲水性測试(1)接触角测试3241具体测试方法见...。(2)吸水性能的渊定31具体测定方法见.2.4.。(3)孔隙率的测定34。具体测定方法见.2..13.2.S.2膜稳定性渊试具体测定方法见3.2A2。3.2.S.3膜表面结构和形巧測定(n红外表征具体況试方法见3.2.4.3。(2)X射线光电子能诸(XPS)具体測试方法见3.2.4.3,(3)扫描电子显微镜(SEM)具体测试方法见3.2.4.3。3.2.5.4巧分巧性能測试(1)巧水巧过系数(Lp)具体方法见3.2A4.(2)膜对巧殖巧(HA)的分苗化化具体方法见3.2..4426n巧识/篇化巧讽共巧巧巧巧的制备及用于巧水养巧巧水处理的实验研巧3.3结果与讨论31.3.横化聚识膜的制备讨论(1)SPS浓度对铸膜液的影响3-依据表3配制構化聚讽铸膜液,实验表明,当SPS浓度分别为18%、25%时,所得溶液稀薄,无法得到粘度适当的铸膜液。当SPS浓度为30%时,成功得到黄一的铸膜液色透明均。(2)不同刮刀厚度对横化聚讽膜的影响-3.2.2所述方法制备横化聚讽膜313300〇1时所得横依据。图图为刮刀厚度为4化聚讽膜,利用测厚仪测得膜厚为456图为刮刀厚度为700〇11时所得横化^聚讽膜,测得膜厚为1〇5im。实验表明,刮刀厚度为300肿1时得到的膜易碎.^利用拉力机拥定其最大拉伸载荷时,膜在固定阶段即碎,因此无法测定。当刮刀700一厚度为lm时所得横化聚枫膜虽然在强度上有定提髙,但用手轻撕即裂。膜^的机械性能较差。这与文献报道的结论类似。用DSA100接触角測定仪渊定膜’静态接触角为52,显示出较好的亲水性。由于机械性能较差,因此,不能利用>>单纯的巧化聚识膜处理海水养殖废水。考虑到IS具有良好的机械性能,SIS具有良好的亲水性,因此两者通过共巧方法制膜,既保持煤良好的机械性能又提髙膜的亲水性.W下将只讨论PS/SPS共巧巧巧巧的性质表征和性能測试.?brancVIcmbi.、-料細bt’wM扣如…中钟eMbraneM:emnn?i^?mbrmMc:Membr-neMembrane3-图1不同刮巧厚度所稱SPS超滤膜照片-PimembranewkhdtknckneiisFig.31cturesofSPSifer州ife化ibn聚识/磅化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧3.32热处理对巧混超滤膜性能的影响.‘本部分对4#共混超滤膜进行热处理,操作条件为水浴85C下处理20min,分析热处理前后膜性质的变化,W评价热处理对特定渗杂SPS的PS改性膜的截留性的作用,热处理后膜标记为4#H。3.321..热处理前后共混超滤膜的亲水性变化3-5表列出了热处理前后4#巧混超滤膜的亲水性能的变化,。从表中看出热处理后膜的接触角增大,吸水性能和孔隙率有所降化,这表明膜的结构所有变化。原因可能为热处理过程中-,横酸基团高温下发生交联发应,反应机理如图32所618【|气从机理图中看出示,聚合物分子链中发生了讽基连接,这种连接通过电芳tw--香取代反应产生,原理为弗里德尔克拉夫茨型FriedelCrafts)醜化机理L反(应后,分子中横酸基团数目有所减少,因此膜的亲水性略有下降。表3-5热处理前后4#膜的亲水性能变化Tab-le35Hdrohilicroertesof4#membranebeforeandarheatreatentypppifktm古接触角。吸水性能%孔隙率%4#共混超滤膜67.2149.573.1468.5547M70.68^/OS?〇j气b-?/^心。^心\〇〇2呀|围3-2识基连接形成的可能机理28n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧F-i32Sch化l化wformaifalflig.emeofeossibeaasfor化etonosuonenkaeppygS.2.3.2热处理前后共混超滤膜的稳定巧变化从表3-6中看出,热处理后,膜的机械性能増大。这种现象的发生有可能是3-2)因为分子中交联反应的发生(图。分子通过讽基相互连接,从而增大了膜的[W,机械性能与文献报道类似。表3-6热处理前后4#膜的机械性能变化Tab-le36MechanicaroertiesofPS/SPedmembranesof4#membranebeforeandlppSblendafterheattreatment ̄ ̄膜最大拉伸截荷(N)4#共混超滤膜TIfs4^^33.2.3热.处理前后共混超滤膜的表面结构和形貌变化(1)热处理前后的红外表征为进一4#共混超滤步验证髙温下横酸基团发生交联发应,本部分表征了膜-15热处理前后的红外谱图,见图33。从图中看出,热处理后的4#共混超滤膜在10-i'cm,5494C扣处的吸收峰消失而在1.处出现新的吸收振动巧。査阅相关知识--2,i口"]-549.4cm,16001500cm处出现的峰与苯环的取代类型有关,因此推测12-2PS红处出现的峰与分子发生某种取代反应有关。此外,,热处理后与图中S-8524cmi外谱国相比,共混超滤膜中化.处的吸收峰消失,原因可能因为由于分。子内交联反应的发生,部分磯酸基团消失,极性基团的数目和极性减弱交联反i-H应也影响了分子内C的弯曲振动,热处理后,膜1403.95cnf处峰强度有所减弱。29n萊讽/横化聚识巧混超滤腺的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧.15494〇IJjIi.i.i.i.i..18001600140012001000800600-Wiavenumbercm()图3-3热处理前后膜的红外谱图-Fi.33FTIRofraneomemranereandafterheattreatmentgmembf4#bbefo(2)热处理前后的XPS衷征一>图34是4#共混超滤膜热处理前后S元素分峰的XPS谱图,进歩验证分子内-=,交联反应的发生。从图中看出,热处理后分子中S0百分面积减小so百分面积有所增多。 ̄*50167.8I1SO.A1678A4#Aea%r)3056.99(Arca(%)2(t91.7/AS-O168.9//\S-OI68.9\A%rea1681.53/()d/J\jJL1巧1701说巧61641721巧1说1说164目in出nenereVBindingenergyevggy()()凶3-4热处理前后膜的S元素分峰的XPS光谱图F-4XPSec.traof2Pof4#membraneeforeandaereattreatmentig3spSbfth通过红外谱图分析和XPS谱图分析说明,热处理后,巧酸基团发生交巧反应形成巧基。(3)热处理前后的SEM表征-4#共巧巧巧膜热处理前后的形巧变化见图35。从图中看出,热处理前后,,巧表面形态无明显变化;从断面团看出,指状孔结构在热处理后变细海绵状结构更致密.巧巧状孔放大发现,小孔化径A有减小。此外,膜下表面化径也有所、'30隱n聚枫八11化聚讽其混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧减小,I…JMKKBKKBUMI匪巧鴨編i#戀III?與?藏調乘*if^-'?,'-...:',女片从.V.六;?三聲^1:;.:—聲邏!!"专曲M軸r进阔六漏?.賢逆通Ikn巧讽/横化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧?^山'VV汾詳茲誦/W.’.I?..??诚:记;>管哨努诚汽韻I,;?‘.■'-、、1.??■??,,?>?5?V-处理前后膜的化M图图35热:(O膜表面形态(II);膜断面形态;(III)膜海绵状结构;(IV)膜断面结构放大围:(V)膜下表面形态314#11:4#腹:):F-i35TheSEMieofmembranebahettreatment:(I)化eg.mag4#eforendaft灯aho--morloU)surface(II)emorholoofcrosssection(III)化esonelikepgyp;化pgy;pg-Vstructureofmembrane(IV)themanifddililiieetasofcrosssectonamaes();gg;化emorphologyofbottomsurfacea:4#membrane;b:4#H3.3.2.4热处理前后共混超滤膜分离性能变化(1)热处理前后4#共混超滤膜的纯水透过系数的变化-7列出了。表34#共混超巧膜热处理前后的纯水透过系数的巧化结果表明,热处理后,巧的纯水透过系数巧小。这可W从膜形态的变化和亲水性能来解释,3-5由困看出,,膜化变小热处理后.膜指状孔结构变细;分子内由于交联发应发生,亲水基团巧度基团数目巧少,膜亲水性能有所下降。因此膜巧水性能下降,表3-7热处理前后4#共混超巧巧的纯水透过系巧-Fi.37Purewa化rermeabiliof4#fterheattg巧membranebeforeandatreatmenp2>m纯水透过系数(L/mhMIa)4#共混超滤?|2521.644^2351.71(2)热处理前后4#共巧巧巧换对HA分离性能的变化-4#HA3-6所示热处理前后共巧超巧膜对的分离性能如田。从36左图看出,32jilh.n聚讽/巧化巧巧共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧热处理后膜HA通童下降。设备运行稳定后,4#共混超滤膜HA通量为116.5522L/mh.经过热处理后,膜HA通量为98.29L/mh。右图结果显示,4#共混超泌877腹HA截留率为.%,经过热处理后,HA截留率提商为88.29%。结果表明,热处理后膜通量下降3-5。,截留率提高,这与膜结构有关,见图热处理后,膜对有机物截留率提商0.67%,而通量下降15.67%,结合两者分析,膜未经热处理时性能较优,因此后续实验中不在进行热处理操作,W尙化工艺流程,节约成本。3001.…1I——4#4#II2胡’—一-44#h-#HI|95"2。。.窒90.其V.loo.f的-50.■?-1■1-?■I-1■■-.Q7SIj,■■■020仙閒奶1001泌02040说如100120TimeminTimemin(())图3-6热处理前后4#膜过滤HA的水通量(左图)和截留率(右图)-Fi.36PermeationfluxleftandreectmembrHAlgion(riht)of4片aneforsoution()jgbeforeandafterheattreatment333PS/SPS...共混比例对共混膜性能的影响 ̄34PS/SPS共巧-表给出了,图37为不同PS/SPS比超滤膜的铸膜液比例例下铸一一-膜液的照片。由图看出,当添加SPS含量在015wt%时,所得铸膜液均、澄清、一PSPS透明SPS含量为20wt%时,所得铸膜液均但浑浊;继续増加S含量,、;当SPS互溶性降低,溶液出现分层现象,由图片看出6#溶液中出现白色物质不溶于黄色溶液的现象,无法得到均相铸膜液。因此,共混超滤膜中SPS添加上限为20Wt%ofc-n聚巧/|^化聚讽共混超淀膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧"5nr資5#(巧IPI門j':.■‘&M3-7图PS、SPS不同混合比例下所得铸膜液照片-化Fi.37DtatltffePS/SPStt#gigilhoU)ofcasinsouionswidirentconcenraions:1pg()?>/2#PS〇?>PS/SPS100%/0〇;/SPS95%/5/〇3#PS/SPS90%/10/〇4#PS/SPS();();()85*?0%/15/〇5PS/SPS80%/20%6#PS/SPS75/0/20%;;(巧()31PS/SP.3.3.S共混比例对共混膜的亲水性影响由图看出,随着SPS含量的增加,共混超滤膜接触角总体出现下降趋势。自。。I巧PS原7474PS205#共混超滤膜接触角为66.75J膜接触角为.,S含量为%的,SPS含量为15%的4#共混趙滤膜接触角为67.2K,相比自制PS原膜分别降低9%1化6、1化07%。由于横酸基团的亲水性,使得膜的吸水性能和孔隙率有所増力口。自制PS原膜吸水性能为14.41%,孔隙率为53.1%:5#共混超滤膜吸水性和孔隙率分别为43%、66.36%,4#共混超滤膜的吸水性能这到49.5%,孔隙率达到73.14%。实验得出,4#其混超滤膜与5#共混超滤膜接触角变化不大;5#共混超滤膜的吸水性和孔隙率与4#巧混超滤膜相比略有F降。这有可能是因为SPS含量较IW,影响了体系中PS、SPS的立溶性J多后.使得膜更易出现洛胀现象。由tl上分析得出,4#共混超滤膜亲水性能最优。-34n聚讽/横化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧——100100r.ContactAnle■■WUPorosityg1#2#3#4#5#Membrane-8PS图3/SPS共淮超滤膜的亲水性能-F38Hrohcroert/SPSblsi巧ofPSendedmembraneig.ydpilipp3.3J.2PS/SPS共混比例对共混膜稳定性的影响在相同条件下测定共混超滤膜的最大拉伸载荷用W比较改性前后巧的机械-强度的大小。图39是共混超滤膜在室温时的机械性能。与自制PS原膜相比,加入SPS后,巧混超滤膜的最大拉伸载荷均有所下降,8口5含量越《,最大拉伸载荷越低。这可能是由于极性巧度巧团的引入破坏了原来巧聚态结构的有序性WW。。从困中看出,共巧巧机械性能仍保持在合适范围麵1#2#3#4#5#,.Membrane-9ps配/sps共混超滤膜酿喔能mn巧识/巧化交识巧巧巧巧巧的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧F-i39Mechanicalroert/g.iesofPSSPSblendedmembranespp33.3.3PS/SPS巧混比例对共混膜结构和形貌的巧响(1)巧混超滤膜改性前后的红外表征结合共混超滤膜亲水性能和机械强度的性能表征,4#巧混超滤膜即PS/SPS比例为85%/15%时,膜的性质较优,因此,本部分仅分析了4#共混超滤膜与自制-PS原膜i(即1#膜)的全反射红外谱图。由图看出,4#共混超滤膜在1047.75cm-处出现的吸收峰对应横酸基团的吸收峰i;1680cm处出现的新的吸收峰也许是因为极性基团的加入引起苯环的伸缩振动,极性基团的极性越大该伸缩振动峰的强sati度巧大.—4#1#.〇cr巧I....■■104775..18001600140012001000800600.WiavenumberGm()3-固101#膜巧4#膜的红外谱图F-i310FTIRofmembraneI#and4#g.(2)共混超滤膜改性前后XPS光谱表征本部分选取了共混超滤膜中性质较优的SPS含虽为15wt%的4#共混超滤膜S原-分析了其硫元素分巧的XPS谱闯并与自制P膜进斤对比分析,如图3n。从图=-中看出,4#共混超滤膜中硫氧巧键(S0)和硫氛单键(S0)的巧分面积分别=-为2891.7和2160.18.均髙于自制PS原膜S0和S0112717的百分面积(分别为.、579-=.22),且两者S0/S0的相0对比值分别为.747和0.514。由W上分析表明,4#共混超滤膜中硫键含量高于自制PS原膜,表明横酸基团成功引入到PS主链中,-36n聚识/巧化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧对膜性质产生影巧。=50=化7.08#S167.8n,4#Arca(%)1127.17AArea(%)2891.7IXf"J\S-S0-16890168.9I\^AM%)579.22\^Area-1(%21608//\)JiJU-产A'JL17217016811说641170111巧朗64辨Bin出ngeneVBindinenereV巧y(e》ggy()-图3111#膜和4#膜的S元素分峰的XPS光谱图-F.11XPSig3spectraofS2Pformembrane1#and4#通过红外谱图和XPS谱图分析表明,改性后的共混膜中存在SPS。(3)共混超滤膜改性前后的形貌研巧为了研巧亲水性物质SPS的加入对膜结构的影响,本部分对所有共混超滤膜-的表面和断面结构图进行了分析,如團312所示。结果显示,改性前后共混超滤膜表面形态无明显变化,表面均为无化致密结构;断面结构显示,随着SPS的加入,膜指状孔有增大的趋势,原因解释如下:由于横酸基团的亲水性及横酸基团与水形成的氯键作用,在相转化过程中,使得膜内溶剂向外扩散的速率减慢,非fAMl,溶剂水向膜内扩散速率加快,溶剂与膜巧面交换时间越长加速了贫聚合物sfy相的生长和聚结,导致指状孔结构越大。从指状孔放大结构图中看出,SPS的加入使得小孔数目变多,孔径变大。然而5#共混超滤膜与4#共混超滤膜相比.小孔孔径无明思增大,虽然出现大孔结构,但是大孔并没有贯穿结构,更倾向于凹一槽结构3-85#共混超滤膜的接触角与4#巧混。这也许可W进步解释图中为什么超滤膜无明损差别且吸水性能和孔隙率出现略有下降的现象。此外,我们还观察到膜T表面结构随着SPS的加入出现了小孔结构且孔径变大。酬圓幌酵猫s500n(…in5。化口BH-n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研究三 ̄ ̄..—Biinn..iIHiiirI巧气iIMliBLjxLi-LJlBb换婦纖禱毅带:纖巧f李始转挺簿無-鸿讀部祐.度占心。J遊以li-到d-化M固312PS/SPS(a)(图:膜表面形态:(b)膜断面形态C)膜共混超滤膜的;下表面形态;(d)膜断面结构放大图-Fi.3g12TheSEMimageofPS/SPSblendedmembranes:athemorholoto()pgypsurfaceheho-btmorloofcrosssectioncthemorholooffacebottomsur;()pgy;()pgy;山e-(d)magnifieddc化ilsofcrosssectionalimages3../.334PSSPS共混比例对共混膜渗透性能的於巧(1)共混超滤膜改性前后的纯水透过系数3-利用.2.4.4所述方法测定共混超滤膜的纯水透过系数,所得数据如图313所示。随着SPS含量增加,膜的纯水透过系数依次增大,5种共混超滤膜的纯水透,-2^3.99L/mhM化./h..过系数分别为90,104045LmMPa,171585L/mhMPa,2521642M2L/mhPa和2554.08UmhMPa。由数据看出,SPS的加入提髙了膜的亲水性,膜 ̄通量増加-,1#4#共混超滤膜的纯水透过系数显著增大,4#5#共混超滤膜的纯水,这也许可从膜的形态结构解释这过系数无明显增大:指状孔的增大有利于水一-通量的増日,SPS含量增加到定程度后,孔数目和孔径不在明显增加,如图312^所示。38n巧巧/1^化荣巧共混超巧议的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧3000^CL声巧00-1^■■III1#2#3#4#5#Membrane图3-PS/SPS共混超滤膜的纯水透过系数13-Pu/SPSblendedmembranesFi.313rewaterermeabilitofPSgpy(2)共混超滤膜改性前后对HA的分离性能2h,0.10MPa2将膜进行纯水预压后,W5mg/L的HA溶液为进料液在下过滤-3-14HA水通景和有机物截留率.如图314所示h,评价不同共混超滤膜的。从图2左图看出,5#共混超滤膜的起始HA通量最大,为238.45L/mh,4#共混超滤膜起2S原膜2#3#始HA通量为219.19L/mh。实验过程中,自制P、共混超滤膜和共混超27.195.89%、31.49%。4#共滤膜HA通量下降爸势平缓,分别下降%、1混超滤膜。0m,60min后开始当实和5#共混超滤膜在6in内HA通量出现明思F降趋干平缓2HA.L/mh.1#、2#、3#、,1655比验达到稳定阶段,4#共混超滤膜通量最高为1-W145#3.41.57%10.H%。3右图为不同共混超滤膜分别高出4.56%、5%、0和图%2.09,88,90.0%,88%对有机物截留性能的实验结果。膜的截留率分别为.8〇〇87.7/86.26〇5。因此,综合不同共混超滤膜〇,/。种超滤膜的截留率无明显差别的纯水透过系数、HA通量和截留率数据.4#共混超滤膜的性能最优。n聚讽/賴化聚讽巧混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧30Q100,———?—?—?-?—?-—-,*1#2#3#4#51#2#3#4#5##2说.95■\£.100i、_、-?.?80::]说‘i7S-|I]〇2040阳抓100120020406080100120!TTimeminimemn()%i()图3-MPS/SPS巧混超滤膜过滤HA的水通量(左图)和截留率巧图)-F.314Pifllftrig.ermeatonuxeandeectionihtofPS/S巧blendedmembranes()j(rg)forHAsol山ion3.4本章小结SPS.本章主要研^7含量对PS超滤膜的性能及形貌的影响,具体内容如下(1)随着SPS含量增加,观测膜断面结构发现,,指状孔变大小孔数目增多,孔径增大,膜K表面结构出现小孔结构且孔径变大。‘(3)实验表明,热处理对膜结构和性能产生影响。水洛85C对PS/SPS比例为85%/15%的共混超滤膜进行热处理,通过对红外谱凶和XPS谱图分析得出髙温下横酸基团发生交联反应,横酸基团数目有所减少。热处理后膜指状孔结构.变细膜孔径减小,共混超滤膜L下降6.74%,HA通量下降p15.67%,截留率基本保持不变。因此后续实验中不在进行热处理操作,简化工艺流程I节约成本。2PS。。〇〇。()/SPS共混比例(1//0/5%/5%实验对00。〇,9,90/〇/10/〇,85%/15/〇,80%/20%)进行了考察。结果表明?当PS/SPS比例为85%/15%时,共混超滤膜性质最优。,分窝性能较好。膜接触角为67.21,比自制PS原膜降低10.07%;其吸水率由自制PS原膜的1441495.%増加到为.%;孔隙率为73.14%,比自制PS原膜增加77423.%.设备运行稳定后,共混超滤膜通量为116.55L/mh,高出1#未改性PS超巧膜76.94%,通量的提高对截留率影响较小,该膜截留率为87.8%,仅比最高巧留華巧低1.2%。n聚讽/横化聚讽共巧超巧膜的制备及用于海水养巧废水处理的实验研巧第四章膜在海水养殖废水处理中的实验研究4.1水样选取实验水样取自中国水产科学研巧院黄海水产研巧所水产遗传育种中屯、的对tMl虫下养殖水。采样后用保鲜膜将楠口密封,扭紧桶盖。海水养殖废水水质参数-如表41所示。表4*1海水养殖废水水质参数T-able1Muali4ariculturewastewatertyq参数COD(mg/L)安巧(mg/L)pH4720.^4.2实验部分421..实验试剂及仪器表4-2实验试剂Ta-ble42Experimentalreaentsg ̄名称纯度厂家贿化钟分析纯国药集田化学试剂有限公司硫巧分析纯莱阳市双双化工有限公司纪氧化巧分析纯国药集团化学试剂有巧公司商锋酸钟分析纯莱阳市经济技术开发区巧细化工厂琉代硫巧巧分析纯国药集困化学试剂有化公司换酸钟分析纯因药窠团化学试剂有限公司分析纯巧京化学试剂有限公司^表4^3实验仪巧b-3xeTale4Erimentinstnunentsp ̄.名巧巧号广家AL204-(上海电子夭平梅特巧ft巧多仪巧)有限公司巧巧摸性能评价仪\实验室自制>H计"4A上p!HSJ巧祝科昔养益自动分折仪AA3型德因BRAN+LUEBBE公司41n巧巧/確化聚巧共混巧巧巧的制备及用于海水养巧废水处理的实验研巧4.2.2膜对海水养殖废水污染物的分离性能海水养殖废水过膜前先进行普通过滤LJ除去废水中的悬浮大颗粒。将膜进行纯水预压2h后,将去离子水换成海水养殖废水作为进料液,W死端过滤方式,在化10MPa下过巧2h,考察分离膜的水通量和有机物截留率。水通量计算公式3-3见式,通过測定水样处理前后COD、氨氮的含量及pH的变化对膜作出评价。4.2.2.1水样处理前后pH的測定pH值是满*酸喊度的标志,与鱼类等养殖体的生长密切相关。pH值降低会引起养殖体血液中pH值降低,其血液运输功能降低造成养殖体呼吸困难H,p一H值70-85之间值过髙易腐蚀养殖动物腮组织。海水养殖水体p般在..。本文用pH计测量养殖水体的pH值。4222D...水样处理前后CO的测定COD是水体有机污染的一项重要指标,反应了水体的污染程度。当水体中有机物含量过巧时,会导致水质恶化,致使养殖体生长缓慢甚至死亡。研巧表明,当水体中有机巧含*较高时,易引起鱼巧病毒爆发。本文利用碱性商咨酸钟法測定养殖水体中的COD含*。4.2.2.3水样处理前后务巧的满定纪氮是海水养殖废水中常见的污染物。其主要来源于剰余饲料和养殖体排泄物的分解,其次来巧于底泥沉积物的巧化分解巧投放的化学药剂的积累。氨巧在+水体中W两种形式存在7-,几乎全部WNH4,当pH值小于时N形式存在,pH-^>n【^,N,研巧表明值大于时則几乎全部WNHs形式存在,总巧含量超过0.5mg/L时,对巧殖体有毒害作用?本文采用AA3型连续流动营养盐自动分析仪測定养巧水体中?巧的含*。4.3结果与讨论综合W上实验结果分析,PS/SPS比例为85%/15%的4#共巧超巧膜的亲水巧-42n聚讽/横化巧巧共巧赶巧度的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧能、HA分离性能最优。因此本部分探讨了该共混超滤膜在海水养殖废水处理中的实验研究,并与自制PS原膜、商品PS超滤膜进行比较,H者依次编号为a,b,Co将膜进行纯水预压2h后,海水养殖废水为进料液,在化10MPa下过滤2h,分别巧定原水和出水pH、COD、氨氯含量。4.3.1共混超滤膜水通量测试结果膜技术处理海水养殖废水时,除了考察处理前后COD、氨氮含量等指标,一水通量也是需要考虑的重要因素之。分离膜具有合适的水通量才具有实际推广的意义。如果分离膜具有较高的分离性能,较低的水通量,很难在实係中得到推-广应用。图41表示了3种膜在处理海水养殖废水时水通量大小。从图中看出,a膜水通量最高,其次是C膜,最后是b膜,设备运行稳定后,S者水通量分别22%^为163.18L/mh,137.37L/mh,68.L/mh,a膜分别商出b膜、C膜136%和SPS,18.79%,充分说明亲水性物质的加入提高了膜的亲水性能膜通量显著提离。300.——a—?—b——c250-200声;-客150■运100-——-50-?...I.I.tIII.020406080100120Timemin()4-图1不同膜处理海水养殖废水时的水通量-Fi.41Permeatflfirew化wgionuxofvariousmembranesormarcuhuasaterIn聚讽/横化聚讽巧混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧432..膜对污染物去除效果考察表4_4不同膜原水和出水的主要指标测定Tab-le44Hofinletandtletoferentmembranesou出fp ̄ ̄ ̄ ̄^COD值(mg/L)氨氮值(mg/L)^^I原水出水原水出水原水出水a4.031.631.020.8257207.25.b4.03.271.020.7697.207.281c4.031.671.020.7527.207.28 ̄4列出了,表4水体处理前后主要指标的变化。由表看出,经过膜处理后水3mL-<体COD均小于g/,满足《海水水质标准》(GB30971997)(3mg/L)中养殖用水的要求;氨氛含量仍然高于0.5mg/L,不符合《渔业水质标准》-/(GB1160789)(<0.5mgL)要求。这是因为氨氮是小分子污染物,其污染物粒径小于超滤膜孔径,因此膜对氨氮的去除效果较差。单纯通过膜技术不能有效的去除海水养谊废水中的氨氮含量。膜分离后少量的剩余氨氮可经其它方法处理:臭氧氧化方法是实际中经常用到的方法,当海水养殖废水中氨氮含量。例如较低时,,Ih,,可利用臭氧法去除其反应速度快内即可完成处理效果较好。[98,w此外i,胡海燕、李国学等利用小球藻、H角褐指藻、聚球藻、盐藻的生长繁殖是W氨氮作为唯一氮源的原理处理海水养殖废水中的氨氛,效果良好。赵先庭等人研究了龙须菜处理海水养殖废水,结果表明龙须菜对氨氮和硝酸盐的24h去除率分别达到902%-.3、60.45%,此外,。经膜处理后的水体pH值在7.08.5之间,符合海水养殖水体pH值的要求。4.4本章小结本章探讨了PS/SPS比例为85%/15%的共混超滤膜、自制PS原膜与商品PS超滤膜在海水养殖废水处理中的实验研巧,考察了分离膜对海水养殖废水中的COD、気氛的处理效果及膜通量。主要结论化下:S222(1)种膜稳定通量分别为163.18IVmh68.95L/mh,,l37.37L/mh。,SPS的加入有效改善了PS超滤膜的疏水性能,膜亲水性得到提窩。(2)海水养殖废水中COD含量为4.03mg/L,处理后,H种膜出水COD44n聚巧/巧化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧63-值分别为1.27.,17,1.67m/,3097199),gL均达到《海水水质标准》(GB中养殖用水的要求(<3m/L)。g(3).02m/L海水养殖废水中氨氮含量为,,H1g处理后种膜出水氨氮值分别为0-.825,0.769,0.752mg/L,未符合《渔业水质标准》(GB1160789)要求(<^5m/L),需増加后续处理如臭氧氧化等对氨氮进行去除g。(4)综合分析;种膜的通量和处理效果,PS/SPS比例为85%/15%的共混超滤膜的性能景优。膜通量分别髙出了自制PS原膜、商品PS超滤膜136%和18.79%,而COD和氨氮的去除率差别不大。45n巧w/巧化巧讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研究第五章结论与展望5.1结论本文主要分为H部分,首先利用PS制备SPS,然后利用浸入相转化法制备了PS/SPS共混超滤膜,S、SPS比探讨了不同P例制得的超滤膜的亲水性能,并对其结构和形巧特征作出分析,考察了热处理对膜结构和性能的影响,测试了不同超滤膜的分离性能,最后试验了最优性能的共混超滤膜对海水养殖废水中主要污染物的处理效果,并与自制PS原膜、商品PS超滤膜进行对比,重点考察了兰种膜对COD、氨氮的去除效果及膜通量的变化。具体结论如下:一.20PS王1利用为原料、150mL氯甲烧为溶剂、定量氯横酸为横化剂g制备賴化聚识,分析了产物的红外谱图及热重曲线分析说明了横酸基团成功引入到PS分子巧中。通过滴定法测得产物的横化度为0.30.64,离子交换容量为/meqgo2.利用浸入相转化法成功制备PS/SPS共混超滤膜。对共混膜进行水浴‘85C热处理,通过红外谱围和XPS谱图分析島温下横酸基团发生交联反应,分析热处理后共混超滤膜的分离性能,L下降6.74,HA通量下降5.67,%1%截留p率増加0.67%。热处理对膜截留性能的提高患义不大,因此后续实验中不在进行热处理操作,,W简化工艺流程节约成本。实验对PS/SPS共混比例(100%/0%,%%/5%,90%/10%,85%/15%,80%/20%)进行了考察。结果表明,随着SPS含量增多,5%/4#巧指状扎结构逐渐变粗大。当PS/SPS比例为815%的共混超滤膜性质最化,分离性能较好。膜接触角为67.2K,比自削PS原膜降低10.07%;其吸水率由自制PS原膜的14.41%増加到知4953.14,比自制.%;孔隙率为7%2PS原膜増化3774%,/.。设备运行稳定后共混超滤膜通量为116.55Lmh,髙出自制PS原膜76.94%,通量的提商对截留率影响较小,该膜截留率为87.8%,仅比最高巧留率巧低1.2%。3.考察了PS/SPS比例为85%/15%的巧混超滤膜、自制PS原膜对海水养殖废水的处理效果,H种膜出水COD值分,并与商品PS超滤膜对比。结果显示L-17B别为1.63m/,.2m/LL67mL,均达到海水水质标准30971)gg,g/《》(G997、46n聚讽/横化聚讽共很超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧中养道用水的要求(<3mg/L)。H种膜出水氨氮值分别为化825mg/L.化7的m/L-<),0.752m/L,未符合《渔业水质标准》(GB1160789)要求(05m/Lgg.g,需增加后续处理如臭氧蔚化等方法对氨氮进行去除。设备运行稳定后,H种膜通222量分别为163.18L/mh,68.%L/mh,137.;37L/mh,PS/S阳比例为85%/15%的共混超滤膜具有较高通量,膜通量分别高出了自制PS原膜、商品PS超滤膜136%和18.79%,而COD和氨氮的去除率差别不大。综合考虑膜通量和截留率,实验得出,PS/SPS比例为85%/15%的共混超滤膜的处理效果最好,具有广泛应用到海水养適废水处理中的潜能。5.2展望本论文主要研巧了SPS含量对PS超滤膜的影响。由于时间关系,实验中仍存在许多不足,需在W后的工作中继续深入研究,对实验接下来的研究有下改进:一1,.本文只研巧了个横化度下的SPS对PS超滤膜的改进在W后工作中可W制备不同横化度的SPS分析其对PS超滤膜亲水性的影响。2,,.关于巧混超滤膜在实际应用方面需对共混超滤膜进行深入改性研巧一,进步提高处理效率,可W选择不同养殖体类型的海水养殖废水进行处理分析膜对不同污染水的处理效果。47n聚讽/横化聚讽共混超巧膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧参考文献[U董双林,潘克厚,UweBrockmann.海水养殖对沿岸生态环境影响的研巧进豚青岛海洋?大学学报,2000,30(4):5巧5822王光辉?.海水养殖污染控制对策研巧.水产科学2008:79[],3髙健,楼永.养殖技术对山东省海水养殖渔业可持续发展的作用.上海水产大学学报[],?200271102:1131,()4h雪.海水养遁水的处理技术及应用前景.海洋水产研究2003244:[]峰,曲克明,,()85?875GowenRJBradburNB.The巨coloilimactofsalmonidfaminincoa化wa化】carsIrs:[,ygpg?Areview.OceanorMarBiolAnn艮ev1987,25:563575g,6GowenRJ.Auacultureadenvironments.JIn:ePauwNJoceJeds.Auacultu[]qn[]D,yqreandEnvironment.MGhentBelium;EuroeanAuacultureSocietSecial[](g)pqypPub?licaion9921648t1:23,,-7周华.水产养靖业的水处理技术综述[].J.20004:7,孙建巧渔业现代化,229[],8罗国芝洪新.J[]泡沫分商技术在水产养殖水处理中的应用..水产199926,巧[]科技情报,,5-:202206()9单宝田王修林赵中华等..J.海2002[】,,,海水工厂化养殖废水处理技术进展]泮科学,[,26-10:3638()10.陈淑吟孙国铭吉红化.[],,臭氧水处理在水产养殖中的应用研究[2001化水产养殖,-30口):巧11[姜国良刘友杨栋.用臭每.J.],,,等处理海水对鱼巧的急性毒性效应研巧[]海洋科学,200-12531112:,()[n]Dimitri民K,FredrickWW,Peter1C.Reactivenitrogenandphospho巧Sremovalfromauaerewater巧u抑tilq山tus化waesusnomerhrogles.Auacultureninin2000gpyydqEgeerg,,?23:315332_—1赵卫星.3NN02N[.水引孙国铭,海水循环式养殖系统NH.,转化及其水质管理y]199942-产养殖:114,)(M宮兴克蔡完其马江化玉垒菌8口0))和光含细巧(PS巧对瓶室养巧池水质改良[](_48n聚讽/横化聚讽巧混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧-作用的研巧.J.中国水产科学200072:116H8[],,()15刘建广等[]谭龙赵冰海.光合细菌在水产养殖中的应用.20136,,河北农机:,[化,()79-8016左健汪东冬,光合细菌及净水装置在特种水产养殖中的巧用研巧[].J.,水产科技情报[],-1996235:216219,()17.[]游锦华陈怡賤光合细菌巧对巧育苗中的应用效果..水生生199519:,物学报叫,,0)94-9618...[袁有宪李秋芬邹玉霞海水养殖环境生物修复技术J第二届全国海珍晶养殖],,,等][研讨会论文集,200019史家棵M[]徐亚同张明.污染控制微生物工程..化学工业出版社2001,,[],20李辉华洪新.固定化激生物技术义其在闭合循环养巧系统水处理中的应用.J.[],谭水[]产科技情报20085-1,2:154,口)2.1HonJLiWLinBDeciherintheefectofsaliniton化Cerformanceofsubmeed[]g,,pgyprgmembranebioreacU)rforaquacultureofbacterialcommunity.[巧.Desalination316(2013)23-3022DincerARKariF.Saltinh化itionkineticsinnitrificationofsntheticsalinewastewater..],gyU][M-EnzmeicrobTl.282001661665y.echno()23ReidELiuXJuddSJ.Effectofhihsalinitonactivatedsludecharacteristicsand[],,呂ygembraneermeabUitinanimmersedmembraneboreactor.J.J.Membr..2832006mpyi[Sei()]-16417124AfonsoMD,良oruezR.Reviewof化etreatmentofseafoodrocessinwastewa化rsand[]qpg化e*—recoveryofpro化in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oleojks1996292:4%(M369py[],,y)68ChoYHH抑JHanSeta-l.Polamide化mfilmcomosimembranesbadontese[],,,ypcarboxylatedpolysulfonemicroporoussupportmembranesforforwardosnu)sis.[J].JournalofMembraneSc-ience2013445:220227,,6LuDZouHGu抑Retal.Sulfonationofoleersulfonebchoro如Ifonicathldd.J.[叫,,,pyy[]化merBu--lli200412228lyetn5,5:1,)(70GuanRZHLuDetal.Polethersulfonesufonatedbchlorosuoniii[],ou,,ylylfcacdandtsmembranecharacteristics.J.EuroeanPol20054-[]pymerJournal17:1%41560,,()71DenBLiJHetaLMicrofiltrationmembranesrearedoeher],,ouZfromltsulftme[g,pppypowdergraftedwi化acrylicacidbysimultaneousirradiadona打d化cirHdeendence.J.pp[]*Ra-diationPhsicsandhemistr2008:8yCy,,77(7)9890672余红伟赵秋光王源升.窝分子材料表面接枝的方法及应用.J.胶体与聚合物2003[,,,][],2-14(3);338*X-aizen-uc。QHWJianWal.urfacemodedIfmembraneassis化drag,巧SifiSUFbUVft,yg?52n聚巧/<1化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧polymerizationofcapsaicinderivativemoietyforfoulingandbac化rialresis化nee.U].JournalofMembraneSci20-州ce13445:146155,,74[]杜瑞奎..J.,髙保娇富强过,安偶合接枝聚己二醇单甲酪实现聚讽膜材亲水性改性[]20-穏工程学报11115:857862,,()75王忠明郑业灿一[]王詰.溶胶.J.;1,,凝胶法制备横化聚讽/二氧化铁超滤膜]塑料:业,[-2011396:9194,()76张化东李默涵刘莲英.时/空分离光接枝技术在核孔膜表面改性上的应用.阴.北京[],,化了大学学报自然科学版20062(),,77YuHCaoYKantal.Enhancinantifoulinroertofolsulfbneukrafiltrati[],,gQeggppypyoni化rion-membraneilmeriUiiilbyraftnzweccoovaVnkatedolmerizaton..JournaofggpypyU]Mem-braneScience20093421):613,,(?ChenHBelfortGSurfacemodificationofoleth巧sulfoneultrafiltrationmembranesb[W,py()y--merlowtemperatureplasmainducedraftpolyization..JournalofAliedPolmerg[巧ppySc-ience19997213:16991711,,()79rfacemo-SongYShenJ.ifsumbranew,WeiMSudificatonoolylfonemesblo[,]Qgpy化merare-llasmaraftole化lenelcolontoosulfonemembranesJ.Journalofp化pgpy(ygy)py.[]a-W5ppliedolmersci州ce2000785:979py,,()80NabeAStaudeEBelfortGSurfacemodificationofolsulfbneultrafiltrationmembranes[,],py-andfoulinbyBSAsolutons.J.J.Membr.Sci.13319975772gi[()]81马苗二传.横化聚讽类膜材料的制备及巧在水处理中的应用.J.水处理技术2011[,俞[,,]]3744-():1188Smi化aBSridhar8KhanAA.PrcHonconductincomosi化membranesfromolsulfone[引,,gppyandhelillii..J.Plm.Sci.Part化Polm.Phs.4300teroacdforfiidcelacatonsopoypp口]yyy口引^1巧8154783TanYXueZZhouX.Novelsuteolsulfionexchanemembraneniclfonadonesforio],,yg[gpme—-lretalcomuaUrs046474poympositeactuators.J.Sens.Act>B.20211111,)[]口84GenovaDPBaradieBFoscalloD.lonomericmembranesforrotonexchanemembrane[,,pg]fiiecPEMFC:ulfontiwi化shatoantimonicacid.?J.l川()sacdolsulfoncassocatedphoppy叫-Membr.Sc.i18520015971()L-5ihunT义HseitsulfonePESbasedmembranes巧乂Cighlylectvesulfonatedoleher(S)]gpy53n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研究withtransitionmetalcourUerionsforhydrogenrecoveryandnaturalassearation.J.J.Membrgp[]Sc-i.3082008128135()巧6潘巧明,王琪俞S传.聚讽中空纤维膜改性及其应用研究.J.水处理技术,2006,32:,]][49-50'87BlancoJFSubleJT.Fiholostuiesof出ftNuenormatonandmorderem,,Q【]gypgy-polysulfonesbasedmembranesmadebywethaseinversionrocess..J.Membr.Sci.283ppU]200627-37()*88GohWGSNaara执.imonovalileRKnsuVVPiearationandcharacterizatonofentcaton[],g,pselectivesulfonatedpol(etheretherketone)andpoly(ethersulfone)compositemembranes.yJJCllidrfS-i.巧82006845853..ooInteacec()[]S-89DiVonaMLrecciaELicocciaSetal.Analsisof化mperatureromo化dand[],g,,yp--solveidliininl估ltherktSP巨EKrUasss化crossnkgsunatedoye化ereeone))p(( ̄membranes.iroU>nconductin.JTheJournalofPhsicalChemstrB200911321:pg[]yy,,()7505-7512-lMahewkashK.fldlifa90OahGAtTPraGNaionHcatasesulfonatonoromaticswith[],,yyarene/a化enesulfonicacidsfbr化epreparationofsulfonesla.J.Chemicalcommunications[]CambrideEn-land200117:16961697(g,g),()9Chl[1enJHLiuLZhuAMeta.Dehdrationofaceticacidbervaorationusin,],Q,yyppg-如0*SPEKC/PVAndmembrane.J.ournalofMembraneScience20081:416422Wes[]J,,()M’92]DiVonaMLaraniD,DOttaviC,etal.Asimlenewrou化化covalento巧anic/inoranic[pghridrotonexchaneolericmembranes..ybym■!Chemistrofmaterials2006181:pgpy,,()[]69-巧93SmithaBSridharKhaAA.SnthesihaiifduilSnsandcracterzatorotonconctnomer,,yon[]pgpy-membranesforfiidce,-...llsJMembrSci22520036376y]()-肺c94Nam民IsmailAManourizadehA.巨ffetonlviiventhetrea[]i,scofnsoentaddtsosunderformanceofPlowfibermemrnpVDFholbranecontactorforCO2stippig.J.J.Membr.[]-Sci.4232012503513()95张明华宋德敬.工厂化海水养鱼循环系统的工艺流程研巧200425.海祥水产研巧[],,,4-:6570()962006杨春燕.固定化.保放军预防医学杂志[],則丽巧化细茜去除废水中巧巧的效果观察,,54n聚讽/賴化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧24-口:192193)9720039-5梁程粧宫春化循环水养殖的原理北京水t1:4[],口).98胡海燕..:2007[]水产养殖废水氨氮处理研究青岛中国海洋大学,[巧99李国学.螺旋藻对不同COD浓度养奸用水氛憐去除特点及其机理分析.农业环境与发[]-展1995212:3437,,)(200710..D,:[0]赵先庭龙须菜处理海水养殖废水的实验研巧青岛中国海洋大学[],55n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研巧致谢,让我成长,H年硕±研巧生生活,让我收获了很多。随着毕业设计的完成,将走进未知而又充满希望的新生活中我将告别美好的学生时代。一,直给我帮助的徐佳副教授首先我要感谢我的导师单宝田教授W及。整个、血论文从选题、实验设计、论文写作、修改至最后的完成,无不凝聚着他们的屯。老师不仅在学业上言传身教,而且W其离尚的品格给我情操上的熏陶。师恩重于山,,师恩难报我只有在今后的学习工作中,W姨而不舍的精神,努为做出点一L成绩,:!巧恩师笑。、在我的学习和实验过程中,衷屯感谢课题姐的高学理老师、毛丽莉老师、付云鹏老师等在实验工作中给予的支持。同时,感谢实验室李明明、冯晨晨、张丽丽,、唐媛媛、李盼盼、夏广森等给予我的帮助。正是由于他们的帮助和鼓励我、的论文才得完成,在此我衷屯感谢他(她们!)、感谢曾经给予我关屯、帮助和支持的所有人,在此献上我最真诚的感谢和美好的祝愿!感谢我的家人给予我的关爱和支持,我的成功离不开你们的支持和鼓励,在此向他(她)们表示深深的谢意!56n聚讽/演化聚讽共混超滤膜的制备及用于海水养殖废水处理的实验研究个人简巧1989年10月2日出生于山东省巧水島。2008年9月考入山东轻工业学院化学与制药工程学院化学工程与工艺专业,2012年7月本科毕业并获得工学学±学位。2021年9月考入中国海洋大学化学化工学院应用化学专业攻读硕±学位至今。57n聚讽/横化聚讽共混超滤膜的制备及)lj卡海水养殖废水处理的实验研巧在读期间发表的论文1宋迪王栋.膜技术在水产养殖废水处理中的应用进展.J.,徐巧单追田[],,[]20-海巧科学1438102106.,:,口)[2]玉栋,徐佳,单宝田,宋迪,刘瑞聪.胺貸合超滤膜的制备及其在海水养-..20.跑废水处理中的巧用川渔业科学进展15361:119123,,)(58

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