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《基于超聲輔助清洗污染pvdf中空纖維超濾膜的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、南京工業(yè)大學博士學位論文超聲輔助清洗污染PVDF中空纖維超濾膜的研究姓名：晉衛(wèi)申請學位級別：博士專業(yè)：化學工程指導教師：呂效平20080308—————一㈣摘要膜分離技術是利用天然或人工制備的、具有選擇透過性能的薄膜對多組分液體或氣體分離、分級、提純或富集的一項技術。膜分離過程能耗低、分離效率高、設備體積小，極具經(jīng)濟效益。由于化工廠污水成分復雜，使膜污染日益嚴重，研究污染膜的清洗過程、有效提高膜通量、延長膜管使用壽命，具有重要的環(huán)保意義和較大經(jīng)濟價值。超聲清洗技術，主要利用超聲空化和振動的特性，清洗各種表面，如柔和地去除半導體膠片表面的顆粒，去除鋼條等機械零
2、件表面的污垢等。膜過濾的同時采用小功率超聲可起到抑垢、延緩膜污染的作用；而利用較大功率超聲可清洗污染膜，有效去除膜面污垢，恢復膜通量。中石化燕山分公司的廢水處理工藝采用加拿大ZENoN公司聚偏氟乙烯膜超濾及反滲透雙膜法分離技術處理污水。本文研究了超聲對污染聚偏氟乙烯膜的清洗與過濾抑垢的可行性和有關工藝參數(shù)與超聲聲學參數(shù)對超濾膜過濾、清洗及抑垢的影響。通過掃描電鏡表征研究了變幅桿式和平板式超聲換能器去除膜表面的污垢的有效性，但發(fā)現(xiàn)當聲強大于2500W／m2后，超聲會破壞膜面結(jié)構(gòu)，超聲功率越大，膜破壞所需超聲時間越短。本文還在模擬工廠實際生產(chǎn)條件下使用超聲波清洗
3、單根膜和膜組件，清洗劑為2％檸檬酸水溶液。先用變幅桿式超聲處理，并結(jié)合電鏡照片表征，確定適宜膜清洗的聲場參數(shù)；再用40kHz平板式超聲模擬工廠實際生產(chǎn)條件清洗污染膜組件。通過考察除垢率、水通量的變化，研究超聲聲強、頻率、處理時間等對清洗結(jié)果的影響，并根據(jù)掃描電鏡照片、除垢率和水通量等確定超聲清洗超濾膜的最優(yōu)工藝參數(shù)。最優(yōu)工藝參數(shù)為：40l(Hz超聲，聲強為2200W／m2，超聲作用時間為30min。在該條件下，膜面不會受到破壞，除垢率和膜通量恢復率均能達到80％以上。再次，考察了超聲長時間作用、膜浸泡時間、曝氣等參數(shù)對清洗效果的影響。實驗結(jié)果表明，聲強在22
4、00、Ⅳ／m2下作用30h，膜面沒有受到破壞。2％檸檬酸浸泡時間6h最佳，而曝氣時通量因氣體擾動而相對減少。超聲和化學試劑協(xié)同清洗可以使通量恢復到初始通量的80．7％，僅用化學藥劑清洗的通量恢復為66．3％。超聲結(jié)合反沖對污染膜有很好的抑垢、除垢效果。針對膜的有機物污染清洗，本文考察了有無超聲和反沖條件下的抑垢、清洗以及在次氯酸鈉水溶液對有機物污垢的反沖清洗。實驗結(jié)果表明，在抑垢實驗中，無超聲和反沖條件下過濾6h膜通量下降至初始通量的54．6％，加入超聲和反沖后過濾同樣時間，膜通量僅下降至初始通量的76．8％，反沖清洗后膜通量恢復率達到95％以上；在利用10
5、％的次氯酸鈉溶液反沖清洗實驗中，反沖周期為15min、反沖寬度2～3min，無超聲和2500w／m2的超聲下，清洗20min，通量恢復率分別為40．0％和83．3％。聲強在850W／m2時，抑垢效果顯著，增加了膜的使用壽命，提高了膜通量。關鍵詞：超濾膜膜清洗廢水超聲反沖抑垢Ⅱ博士學位論文ABSTRACTMembr粕eseparationtechnologyistousethenaturalorSyntheticpemselectiVitymemb啪est0separate，classi母，puri矽orenrichsomekindsofmulticompon
6、entg嬲orliquid．Thewholeprocessbenefitsa10tduetolowexpenditureofenergy，hi曲sep嬲ltionemciency觚dsmallsizeofequipments．Nowadays，thepollutionofmemb啪esisgettingworse鋤dwor∞bec硼seofthemorecomplicatedcompositionsoftheindust巧w船te、Vater．ItisessentiaItofindef詫ctiVemethodst0cleanpomJtedmembranes，
7、increasepe腫ea鈀fluxandprolongtheservicelif．eofmembrane．Ultrasoniccleaningtechnolog)r，utilizingcaVitation鋤dVibratione腩ctsofultrasonic、wⅣe，c粕cleanthesurfacesofIotsofmaterials，suchasparticles0n∞miconductiVefilms鋤dpollu伽1tsonSteelbars鋤ds0on．Itisgenerallyagreedthatthe印plicationofultrasou
8、ndishelp血l鋤deffectiVeforth
