论文部分内容阅读
使用纳滤技术可以回收甲壳素碱煮废水中大量的蛋白质及其水解物等有机物,但国内外对此类碱性废水的纳滤分离特性、污染特性以及传质机理研究较少。本论文重点对上述三个方面进行研究,为纳滤技术在此类碱性废水上的应用提供理论依据。通过SDS-PAGE对甲壳素碱煮废水中蛋白质及其水解物的分子量分布进行预测,结果表明：蛋白水解物的分子量(Molecular weight, MW)主要分布在3313KDa以下。通过改变温度和跨膜压差(Transmembrane pressure, TMP),研究温度和TMP对膜通量和总蛋白截留率的影响,结果表明：在40℃下纳滤膜通量及总蛋白的截留率都较高,当温度上升到47℃后,截留率为下降趋势；尽管高TMP下的膜通量衰减快,但高TMP下的膜通量和总蛋白截留率在8h内的纳滤全循环中一直高于低TMP下的值。对碱煮废水的纳滤过程阻力进行分析发现,滤饼阻力是导致通量衰减的主要因素。经TMS模型拟合发现,污染后膜的表面电荷密度高于净膜的表面电荷；SHP模型拟合发现,污染后膜的孔径小于净膜的孔径。膜表面电荷密度的增大和有效膜孔径的减小可能是导致碱煮废水纳滤浓缩过程中总蛋白截留率增加的主要因素。通过质谱对蛋白水解物进行分析,发现分子量≥490Da的肽能被纳滤膜截留,而分子量≤470Da的肽可以透过纳滤膜。等电点低且分子量小的肽(如DGL、VESC、ESL)的表面电荷密度比较大,在碱性条件下进行纳滤,其与荷负电膜的电荷排斥作用相对于等电点高且分子量大的肽与膜的电荷排斥作用要强,所以前者可被纳滤膜截留。对各组分中肽的种类统计分析结果表明：纳滤透过侧组分中60%的肽是疏水性的,而膜污染层中70%的肽是亲水性的,且亲水性肽的等电点也比较低(DGL、TDT、LDT、ESLT、PEHAPVGID及EDLYSTPKLEEL的等电点分别为3.80、3.80、3.80、4.00、4.35、4.00),这说明肽与膜层可能发生了亲水性吸附且所吸附肽有可能使得膜表面电荷密度增大,增强了膜对电解质的截留作用。