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聚偏氟乙烯超滤膜在处理含油废水过程中膜耐污染性能差,水通量不断下降。本论文采用Fenton试剂对聚偏氟乙烯膜进行表面改性,既保持PVDF材料优异的物理化学特性,又引入亲水性基团。在膜处理含油废水时膜耐污染能力增强,膜组件能长时间保持较高通量稳定运行。本论文的研究内容主要分为三个部分:(1)探讨不同碱处理体系对聚偏氟乙烯超滤膜表面脱除HF的影响,将碱处理后的膜进行Fenton处理,研究最佳的反应条件并探讨其改性机理。(2)自制内压式膜组件及膜通量测试装置,采用聚偏氟乙烯膜处理乳化油废水并研究其最佳运行工艺。(3)对污染后的膜组件进行物理和化学清洗,研究水力冲洗和氢氧化钠、盐酸和表面活性剂等清洗剂对超滤膜通量的恢复率的影响。主要结论如下:(1)聚偏氟乙烯超滤膜改性研究①通过比较不同碱处理体系处理效果,得出4MNaOH碱处理既能有效的脱除HF,又能保持膜材料优异的物理化学性能。②在pH为3左右,Fe2+浓度为20mmol/L,H2O2浓度为400mmol/L,温度为30℃下Fenton试剂反应30min改性效果最佳。通过接触角、吸水率测试发现改性后膜亲水性有所改善,纯水通量增加20%。TG-DTA测试发现改性后的膜仍具有较好的热稳定性。扫描电镜表明膜孔结构并未发生改变,改性只在膜表面发生。③红外光谱显示碱处理后形成-C=C-、羰基等不饱和基团,Fenton反应进一步对碱处理后形成双键、羰基等不饱和基团进行电加成和氧化反应,引入-OH及-COOH亲水性基团,提高膜亲水性和耐污染性能。(2)超滤处理含油废水小试①聚偏氟乙烯超滤膜对乳化油有较强的适应性,改性聚偏氟乙烯膜处理乳化油废水时,运行1h后通量仅下降9.3%,较聚砜、聚氯乙烯这两种材料及改性前有明显的优势。②在不同进料浓度下,聚偏氟乙烯膜的除油率都能达到95%以上,去除效果较理想。超滤膜出水的含油量为9.7mg/L,达到国家水质排放标准,且进水浓度变化对去除效果无明显影响,但水通量随着料液浓度的增加而减小。在365mg/L的料液浓度下,操作压力0.1 MPa,膜面流速2 m·s-1,运行温度2025℃时该超滤膜能够获得较高的膜通量,运行4-6h后膜通量趋于稳定。(3)超滤膜污染及清洗①在运行过程中膜不断受到污染,污染物在膜表面沉积,逐渐形成凝胶层,水通量下降。将运行4-6h后的膜组件进行水力冲洗1h,膜通量仅恢复75%,且用于清洗的水量远远大于渗透水量。可见单纯的水力清洗效果不佳,只能除去膜表面的少量的油类污染物,要恢复膜的性能需要进一步进行化学清洗。②当HCl作为清洗剂时,通量恢复率仅为80.6%;当NaOH作为清洗剂时,通量恢复率为95.3%。选用0.1M的SDS作为清洗剂时表面活性剂能透过膜,水中的油能通过表面活性剂携带而透过膜,使出水水质恶化,除油率反而下降。通过红外光谱可大致判断出膜表面的污染物主要是油脂类物质,经化学清洗后,膜表面的油类污染物大部分被去除。通过扫描电镜图可以发现,污染只在膜表面产生,并未进入膜孔内部;通过化学清洗后,膜表面较为光洁。比较不同清洗剂清洗后的膜通量恢复率及扫描电镜发现SDS+NaOH混合溶液作为聚偏氟乙烯超滤膜处理乳化油废水的清洗剂效果显著。