pdmsps复合中空纤维膜处理含酚废水的研究

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1、大连理工大学硕士学位论文PDMS/PS复合中空纤维膜处理含酚废水的研究姓名：王志强申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：贺高红20060601大连理工大学硕士学位论文摘要含酚废水主要来源于石油炼制、石油化工、酚醛树脂等工业生产中，其中所含的酚类化合物是废水中常见的一类高毒性和难以降解的有机物，处理困难，对环境危害大。目前，含酚废水已成为我国重点控制的废水之一，处理方法主要有溶剂萃取、活性碳和聚合物吸附、生化处理等，但都存在不足之处。最近几年来，硅橡胶膜萃取和渗透蒸发等膜技术在去除废水中挥发性有机物(VOC)的研究中越来越弓f起人

2、们的关注。硅橡胶膜是一种均褶聚合物材料无孔膜，具有对苯酚选择透过性高、操作稳定等优势。适宜于含酚废水的处理。同时，中空纤维膜体积小、接触面积大、占地小、装填密度大、易于放大，广泛应用于膜接触器中。本文采用浸渍涂敷法制备的硅橡胶(PDMS)／聚砜口s)复合中空纤维膜，用碱液做萃取剂来处理含酚废水，取得了良好的效果。实验中复合膜硅橡胶厚度约为l～29m，与Hartshejiao等人使用的厚度为0．5mm的硅橡胶均质膜管相比，其厚度大为减小，使苯酚的透过速率显著增加。实验结果表明，在处理8．977g几和0．939g／L的苯酚废水时，去除效

3、果分别能达到99．9％和96．9％。通过文中建立的苯酚传质系数数学模型的计算，苯酚的总传质系数也分别从硅橡胶膜管的1．31×10。7m／s和1．29×10-Trois提高到硅橡胶复合膜的5．31×10’7trds和3．92×10～ra／s，并且明显高于文献中其它用有机物作萃取相的苯酚传质系数。本文还考察了苯酚在PDMS／PS复合中空纤维膜中传质系数的影响因素，发现跨膜压差、碱液的浓度对苯酚传质系数没有影响；苯酚溶液中硫酸、氯化钠的存在增大了苯酚的传质系数，而盐酸的存在使苯酚的传质系数略微减小。本文同时研究了苯酚在PDMS／PS复合中

4、空纤维膜中的传质过程，根据气液传质理论以及实验结果，证明了碱液侧分传质阻力是可以忽略的；并且利用Wilson图，拆分了苯酚在料液侧和硅橡胶膜内的分传质阻力，证明了二者都显著存在，并得到实验操作的优化方法；同时建立了壳程苯酚分传质准数关联式。另外，通过实验证明了苯酚在壳程的传质效果好于管程，并对进一步的工作做了展望。关t词：苯酚；硅橡胶；复合中空纤维度；传质系数PDMS／PS复合中空纤维膜处理含酚废水的研究ThestudyonphenolwastewatertreatmentwithPDMS／PScompositehoHowfiber

5、membranesAbstractPhenols，i．e．highlytoxichydroxycompoundsofaromatichydrocarbons，poscgreatharmtoenvironmentandbecomeoneofkeycontrollingobjectsinwastewatertreatmentfield．Phenolsarecommonpollutantsofwastewaterstreamsfrompetroleumrefmeries．pe缸o‘^蜥calindus廿ies，theproductiono

6、fphenolicresins，pesticides，戗c．Recoveryphenolsmethodsincludesolventextraction,activatedcarbonandpolymeradsorptionandbiochemicaltechnology．However，itisdifficulttogetasatisfyingresultbytheseprocesses．Polydimethylsiloxane(PDMS)，akindofnon-porouspolymericmaterial，exhibitshi

7、．ghpermeabilitytohydrophobicorganicmoleculesandcanbeusedasmembranematerialfortheextractionofthesecompoundsfromonephaseintoanother，providedthatanorganicactivitygradientiSmaintainedacrossthemembrane．Du血lglastseveralyears，PDMSmembranetechnologiessuchasmembranesolventextra

8、ctionandpervaporationprocesseshaveattractedgreatattentionforremovalofvolatileorganiccompounds(VOCs)fromwastewaters．n坞