PES超滤膜处理东太湖原水的效能研究

研究了PES超滤膜与水厂常规处理工艺、炭砂滤罐联用后处理东太湖原水的性能,比较了不同工艺阶段出水水质状况以及对有机污染物的去除率。结果表明,PES超滤膜对浊度的去除效果稳定、良好,浊度<0.1 NTU的保证率平均为90%;对CODMn、TOC、UV254等指标的去除率稳定,但效果一般,分别为16.8%、13.4%、12.9%;PES超滤膜对有机污染和氯化消毒副产物的抑制作用有限。

PAN-g-SiO_2聚合物的制备及PAN-g-SiO_2/PES超滤膜亲水性研究

通过纳米SiO2颗粒表面的-OH在硝酸铈铵作用下形成自由基引发聚丙烯腈(PAN)水解后在其分子主链上产生成的-C=C-进行自由基接枝反应,制备了不同粒径纳米SiO2接枝丙烯腈聚合物(PAN-g-SiO),IR2和EDS分析表明纳米SiO2接枝在PAN分子链上。进一步研究了PAN-g-SiO2对PES超滤膜亲水性的影响。静态接触角实验和纯水通量实验结果表明,PAN-g-SiO2聚合物的加入明显地降低了PES超滤膜的亲水角,提高了水通量。

饮用水处理过程中受污染超滤膜化学清洗试验研究

针对超滤膜应用于饮用水处理过程产生的膜污染,采用小试从膜通量恢复情况、不可逆阻力的去除情况以及膜表面的微观形态3个方面比较了5种不同的化学清洗方式对聚醚砜(PES)超滤膜的清洗效果。试验结果表明,单一的化学药剂如NaOH、柠檬酸和NaC lO并不能取得令人满意的清洗效果,采用10 g/L的NaOH和0.2 g/L的NaC lO混合溶液清洗膜通量恢复率可高达93.24%,不可逆阻力去除率可达36.98%,且两者具有协同作用。采用75%的酒精虽然可以有效恢复膜的透水通量和去除不可逆阻力,但扫描电镜分析结果表明其会损害膜本身结构,影响膜的长期运行。

基膜表面孔隙率对聚酰胺复合纳滤膜性能的影响

采用原位纳米气泡辅助非溶剂诱导相转化(BNIPS)法制得了表面孔尺寸相近(8.29~9.20 nm)、但表面孔隙率相差5倍的系列聚醚砜基膜,并在其表面进行界面聚合制备纳滤膜,探究基膜表面孔隙率对纳滤膜结构和分离性能的影响.结果表明,随着基膜表面孔隙率增加,纳滤膜聚酰胺层厚度降低、亲水性增强、膜表面荷负电性降低.与对照样相比,纳滤膜水渗透系数最大提高2.7倍,且对无机盐截留性能也有所提高.这是由于孔隙率更高和孔径分布更均一的基膜有助于界面聚合中哌嗪(PIP)溶液在其表面均匀分布,形成更薄更均一的聚酰胺分离层,另外基膜高孔隙率也有利于降低水侧向传输阻力,显著提升了纳滤膜分离性能.

远程氩等离子体对聚醚砜膜表面性能的改性

采用双悬浮探针和电子自旋共振法定量对远程氩等离子体进行诊断,确定了电子、离子浓度和自由基浓度的分布,以预测表面改性的最佳区;利用远程氩等离子体对聚醚砜(PES)超滤膜进行表面改性,通过接触角测量、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析改性前后膜表面结构和性能的变化,最后利用牛血清蛋白分离实验分析改性前后膜的分离性能和抗污染性能变化.结果表明,氩等离子体中电子、离子浓度沿轴向距离逐渐降低,在30cm后接近于0,而40cm处自由基浓度仍维持在90%以上,为可能的最佳表面改性区;在该区对PES超滤膜改性后,引入含氧基团和含氮基团,膜表面(O+N)/C原子比从0.18增大到0.46,增强膜表面极性;在最佳处理条件下,膜表面接触角从67°减小到18°,使膜表面亲水性能增强,抑制了电子、离子对膜的刻蚀作用;通过牛血清蛋白实验测定改性后膜污染率由70.3%减小到64.7%,抗污染性能提高.

聚醚砜超滤膜接枝聚乙烯醇-氨基酸共聚物的亲水改性研究

基于聚合多巴胺的附着性及易与氨基(—NH2)等基团形成共价键的特性,本实验将聚合多巴胺作为对聚醚砜(PES)超滤膜进行表面改性的接枝中间物,将聚乙烯醇(PVA)-氨基酸共聚物接枝至PES膜表面,从而提高PES超滤膜的亲水性能.实验通过PVA与氨基酸的酯化反应形成PVA-氨基酸共聚物,将带有—NH2的共聚物与PES超滤膜表面的聚合多巴胺涂覆层形成共价键,从而将亲水的PVA-氨基酸共聚物接枝到疏水的超滤膜表面.实验利用通量的变化、红外光谱(FTIR)分析、表面接触角、场发射扫描电镜(FESEM)等手段来表征膜特征参数的变化,同时也考察了改性膜对油水乳化液的分离效率和抗污染能力.试验结果表明,经过PVA-氨基酸共聚物接枝改性的膜表面的亲水性有一定的提高,原膜接触角为91°,涂覆和接枝改性后的膜表面接触角分别为71°和53°,油水乳化液的分离实验显示,改性后的膜通量和清洗恢复率均有明显提高.