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相对于平板膜、卷式膜和中空纤维膜,管式复合膜由于其流道大,可直接处理含悬浮固体和纤维的液体等优点,在食品工业、废水处理等领域有着广泛的应用。本文以超高分子量聚乙烯烧结管为基管,铸膜液通过水平涂覆工艺或垂直涂覆工艺涂覆于基管表面后,浸入凝固浴中,通过溶液相分离法制备PVDF/PW-UHMWPE管式复合膜,考察了不同制膜条件对复合膜始泡点压力,纯水通量和结构的影响。
对于水平涂覆制备工艺,结果表明:铸膜液在相变过程中的体积收缩是影响膜始泡点压力和纯水通量的重要原因。向铸膜液中添加非水溶性亲水高分子PW或增大铸膜液的粘度使得铸膜液在基管表面的的体积收缩分布更为均匀,减小基管的孔径和和铸膜液中适当的聚合物比重均可以减小铸膜液的体积收缩,使得管式复合膜始泡点压力升高,纯水通量下降。对水平工艺进行改进,增大复合膜膜层的厚度,膜始泡点压力升高,但纯水通量并没有因此而降低。
针对水平涂覆工艺存在的问题,改进水平涂覆工艺为垂直涂覆工艺。相对于水平涂覆工艺,垂直涂覆工艺制备的复合膜表面缺陷降低,膜层厚度增大,复合膜始泡点压力升高,纯水通量变化不明显。
对于垂直涂覆工艺,结果表明:增大铸膜液的成膜压力,复合膜始泡点压力升高,纯水通量减小;增大涂覆后入水距离,膜表面的孔隙率增大,复合膜始泡点压力稍有降低,纯水通量增大;PW替换PVDF比例增大后,铸膜液的粘度显著降低,复合膜的始泡点压力有升高趋势,纯水通量有缓慢下降趋势;对比2cm/s与3cm/s涂覆速率,2cm/s涂覆速率制备的复合膜膜层厚度明显增大,复合膜的始泡点压力明显升高,但纯水通量也显著下降。