探析动态膜在油水乳化液分离中的应用研究

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1、大连理工大学硕士学位论文动态膜在油水乳化液分离中的应用研究姓名：王婷婷申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：潘艳秋20090701大连理工大学硕士学位论文摘要乳化油污水是一种处理难度较大的污水。膜法分离油水乳化液，具有能耗低、分离效率高等优点，但膜污染引起的分离性能下降制约了其潜力的发挥。因此，制备和选用亲水性的油水分离膜十分必要。在亲水性膜的制备和改性方法中，动态膜(DM9技术是一种新颖且简便的膜改性手段，可通过选择亲水性材料来制备亲水性动态膜。动态膜具有制备简单、成本低、通量大、截留能力强、膜原料丰富、清洗方便等优点。近年来，利用具有一定特性的颗

2、粒物质在廉价的大孔径过滤介质上形成动态膜正成为水处理研究的热点。本文以多孔管式炭膜为载体制备二氧化钛动态膜，并开展其在油水乳化液分离方面的研究。首先，系统考察了操作参数对动态膜制备过程及性能的影响；采用正交实验考察制备条件对动态膜分离油水乳化液的影响，方差分析结果显示动态膜制备条件对动态膜油水乳化液分离的影响不太显著；综合动态膜制备过程和正交实验的考察结果，得出二氧化钛动态膜的最优制备条件为悬浮液浓度0．59／L、制备压力O．10MPa、错流速度1．13m／s。其次，表征了动态膜的结构性能，结果显示动态膜结构均匀致密、孔径分布窄、具有亲水性，动态膜层和载

3、体之间呈非对称结构。再次，用二氧化钛动态膜分离油水乳化液，考察操作压力、料液流速、温度、pH值、载体孔径等对分离效果的影响。最后，进行了载体和动态膜分离油水性能的对比实验，结果显示动态膜性能更优。实验结果表明，动态膜处理油水乳化液的渗透通量较大，油水乳化液截留率均在98％以上，渗透液浓度低于8．3mg／L，达到国家环保排放要求。在实验基础上，本文提出动态膜稳定渗透通量衰减率(FDR)的概念，并将FDR的变化趋势与动态膜类型进行关联研究。重点考察了中间堵塞过滤型动态膜的渗透通量衰减规律。分析发现，FDR随载体孔径的增大先增大后减小，此过程中动态膜由完全堵塞

4、过滤型过渡为中间堵塞过滤型。当载体平均孔径与动态膜材料粒径相近时，FDR高达90％以上，此时恰对应完全堵塞过滤型动态膜。中间堵塞过滤型动态膜处理油水乳化液过程存在堵塞转折点。在堵塞转折点之后，，一．r拟合直线斜率白随着载体平均孔径增大而减小，即随着载体孔径的增大，渗透通量衰减变缓。关键词：动态膜；油水乳化液；FDR；炭膜；中间堵塞过滤型动态膜在油水乳化液分离中的应用研究TheApplicationofDynamicMembraneintheSeparationofoil-in．waterEmulsionsAbstractTheoilyemulsionwa

5、stewateriSakindofwastewaterwhichiSverydifficulttoseparate．Membranetechnologyisoneofthemosteffectivemethodsforoil-in-wateremulsionsseparationincomparisonwiththetraditionalseparationmethods．However，membranefoulingisamaindrawbackinthepracticalapplicationinoil-in-wateremulsionssepara

6、tion．Preparationandselectionofthehydrophilicmembranetoseparateoil-in-wateremulsionsisnecessary．Dynamicmembrane(DM)technologyisanovelandsimplemethodformembranemodification．Dynamicmembranehasmanyadvantages，forexample，simplepreparation,lowcostgreatflux，strongretentionability,richmat

7、erialandSOon．Recentyears，precoatingthelow-coatfiltrationmediumbyusingsomespecialparticleshasbeenprovedasaninterestingandpotentialakernativeforwastewatertreatment．Titaniumdioxidedynamicmembranesformedoncarbontubesupportviacrossflowmicrofiltrationandtheirperformancesinseparationofo

8、il·-in··wateremulsionsareexperimentallys