經(jīng)過幾十年的發(fā)展,膜分離技術已在水處理領域得到了廣泛應用。特別是無機陶瓷膜,因其機械性能優(yōu)秀、化學性質(zhì)穩(wěn)定和耐苛性清洗等優(yōu)點成為了膜法處理高溫廢水的首選材料。
本文以商品級19通道三氧化二鋁(Al2O3)陶瓷管(孔徑8μm)為支撐體,粒徑30~40nm的
凹凸棒土(ATP)作為成膜材料制備管狀陶瓷膜,考察了分散劑的種類、分散劑的用量、凹凸棒土的濃度、熱處理溫度等因素對凹凸棒土成膜性能的影響,確定了最佳制備工藝:以0.2wt%的六偏磷酸鈉作為分散劑3wt%的凹凸棒土在水相中分散制成穩(wěn)定懸濁液,通過浸漿成膜法在管式Al2O3微濾陶瓷支撐體通道內(nèi)表面成膜,并在650℃下采用固態(tài)粒子燒結(jié)法制備不對稱凹凸棒土膜。利用壓汞法、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)分別對支撐體和凹凸棒土膜進行了表征。結(jié)果表明:凹凸棒土膜的平均孔徑為35.56nm,遠小于支撐體的平均孔徑(~8μm);煅燒成膜后凹凸棒土的晶相結(jié)構(gòu)未發(fā)生顯著變化,成膜后凹凸棒土晶體內(nèi)依然保留著原有金屬/非金屬氧化物的相關晶相。
構(gòu)建凹凸棒土管狀膜組件,以錯流截留模式對模擬的鍋爐廢水中磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽進行處理,研究表明管狀膜組件對遠小于其孔徑的PO43-、SO42-、CO32-均有去除效果,其去除率可達39.4O%、58.37%和49.11%。探討了凹凸棒土膜去除機理,其對遠小于其孔徑的離子的去除機理可能為吸附效應和道南效應??疾炝擞退帷⒛z體、沉淀物對凹凸棒土膜性能的影響確定了清洗技術,實驗證明凹凸棒土膜的抗污染能力強清洗后水通量恢復率為98.16%。
為了進一步提高凹凸棒土膜對無機離子的去除性能,以納米級二氧化鈦(TiO2)粉體對凹凸棒土進行摻雜改性處理,制備改性凹凸棒土膜。研究表明:當納米二氧化鈦與凹凸棒土的摻雜比為1∶4.5時,改性膜組件對鍋爐排污廢水中離子去除率均有提高。
doi:
10.7666/d.Y2862264
關鍵詞:
凹凸棒土 管狀膜組件 鍋爐廢水處理 離子去除 吸附性能 道南效應
作者:
于永申
學位授予單位:
北京化工大學
授予學位:
碩士
學科專業(yè):
材料工程
導師姓名:
魏剛
學位年度:
2015
語種:
中文
分類號:
TQ424.2 X703.5
在線出版日期:
2015年12月28日(萬方平臺首次上網(wǎng)日期,不代表論文的發(fā)表時間)
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