疏水PVDF膜的制备及其在膜吸收法废水脱氨过程中的应用

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氨氮存在于各类水体中,含量过高容易导致水体富营养化。高氨氮废水更是危害大、治理困难,经济高效地处理氨氮废水已成为社会关注的热点。膜吸收法处理高氨氮废水去除效率高、运行费用低且二次污染小,但氨氮通量及膜使用寿命等受到膜润湿的影响。聚偏氟乙烯(PVDF)是良好的疏水膜材,对其进行疏水改性可改善膜性能。本文采用L-S相转化法制备PVDF平板膜、共混法对膜进行疏水改性,考察改性后PVDF平板膜接触器运行参数对膜氨氮处理效果的影响,同时制备了中空纤维膜接触器,探究其对氨氮的处理能力。结果表明:(1)相转化法制备PVDF平板膜的最佳铸膜液配方和成膜条件为:PVDF含量12wt%,成孔剂Li Cl·H2O添加量6wt%,预蒸发时间60s,凝固浴温度20℃。(2)采用一步法制备疏水材料纳米月桂酸铜,共混法对PVDF膜进行疏水改性。纳米月桂酸铜添加量为0.06wt%时制得的PVDF改性膜接触角由72.07°提高到80.09°,氨氮通量为9.404 g/m~2/h;当纳米月桂酸铜添加量为1wt%时制得的PVDF改性膜接触角明显增大,由72.07°提高到103.76°,膜的氨氮通量降低至7.034g/m~2/h。综合改性膜的各项参数及经济因素,考虑纳米月桂酸铜的添加量为0.06wt%。(3)含氨料液运行参数对膜的氨氮通量及去除率影响大于硫酸吸收液。含氨料液温度、p H值、浓度和硫酸吸收液H+浓度提高,使膜的氨氮通量明显增加,在研究范围内可增加1-4倍。(4)中空纤维纺丝机计量泵转速36r/min,卷绕机转速12r/min,采用湿法纺丝工艺制备PVDF中空纤维膜、并组装成膜接触器。该膜接触器对500-1500mg/L含氨料液的氨氮去除效果良好,去除率可达99%以上。
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