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正渗透(FO)过程是近些年发展起来的新型膜过程,目前最有效的制备正渗透膜的方法是界面聚合法制备复合正渗透膜。本文将性能优良的疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)经过亲水改性之后在其膜表面进行界面聚合制备了复合正渗透膜。首先通过复合相分离法(NTIPS)制备了亲水改性的PVDF基膜,系统考察了制膜条件对基膜结构、性能以及亲水改性效果的影响,接着研究了界面聚合反应的各种条件对复合层结构以及复合正渗透膜性能的影响,最后将制备的基膜以及复合正渗透膜应用于正渗透膜生物反应器(OMBR),在膜水通量、反应器电导率变化,出水水质等方面考察水处理效果。基膜会对复合正渗透膜的性能产生重要的影响,本文对复合正渗透膜基膜的特性进行了研究,实验中,在较低温(140oC)条件下以己内酰胺(CPL)为溶剂,聚乙烯醇(PVA)为亲水改性物,通过复合相分离法(NTIPS)制备了亲水改性的PVDF基膜。研究表明:当聚合物总浓度增加时,基膜的拉伸强度增加,然而膜的孔径、孔隙率以及水通量下降;当PVDF/PVA混合比例从10:0变到8:2时,膜的孔径、水通量以及亲水性显著提高。随着亲水性的增加,基膜在分离过程中的总阻力降低,不可逆阻力(发生在膜表面的吸附阻力和堵孔阻力)减小,说明亲水改性PVDF基膜具有良好的抗污染性能。以亲水改性的PVDF基膜作为复合正渗透膜的支撑层,以间苯二胺(MPD)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,采用界面聚合法制备出复合正渗透膜。研究表明:当PVDF/PVA为8:2时,复合正渗透膜表面复合层均匀致密,且具有较高的截留性能和较低的膜结构参数。界面聚合条件对膜性能的影响表明,最优制膜条件为:界面聚合反应时间为5分钟,热处理温度为80oC,MPD浓度为2wt%,TMC浓度为0.15wt%。将自制的基膜和复合正渗透膜应用于OMBR,对于OMBR盐度累积的问题,本实验将亲水改性的PVDF基膜与复合正渗透膜相结合应用于OMBR(简称UFO-MBR)。研究表明:与OMBR相比,UFO-MBR中反应器中的盐度的积累问题得到了控制,提高了复合正渗透膜的运行通量;OMBR和UFO-MBR的出水CODMn基本都低于3 mg/L;OMBR以及UFO-MBR两种水处理模式下,膜对进料液浊度的去除率均较高,系统出水浊度值始终稳定在1 NTU以下;复合正渗透膜具有较致密的复合层,对有机污染物有着高效拦截作用;UFO-MBR中亲水改性PVDF基膜对水中溶解的非饱和结构的有机污染物去除率较低,而对有较大共扼体系的有机化合物去除率较高;加入亲水改性PVDF基膜之后,借助亲水改性PVDF基膜对反应池中溶解性盐加速排出作用,将反应器控制在低盐度环境下,从而明显提高了氨氮的去除效果,出水基本满足《城市供水水质标准》(CJ/T206-2005)中对氨氮限值的规定。