卷式纳滤膜隔网纳米银改性及其影响膜分离效能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangwei07863
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
卷式纳滤膜在市政污水深度处理、饮用水净化、工业废水深度处理等领域得到较广泛应用。进料隔网作为膜组件的重要组成结构之一,具有增强传质、减少浓差极化等作用。传统的商业隔网交叉处流速减缓,一定程度上加剧了膜污染,进而导致降低膜通量、提高操作压力、增加膜分离运行成本等问题,严重制约卷式纳滤膜的低耗高效运行。隔网表面性质优化被认为是缓解膜污染的有效手段之一,常见的改性材料包括纳米金属与亲水材料。本文通过优化隔网的表面性质,制备一种具有高抗污染能力和高稳定性的进料隔网,有效提升了卷式膜通量与膜运行时间,并将其应用于实际废水处理过程,研究了其缓解纳滤膜污染的效能。采用浸泡涂覆法对商用聚丙烯隔网进行表面涂覆改性,通过在隔网表面涂覆聚多巴胺与纳米银,提高隔网表面抑菌性和亲水性。在硝酸银浓度0.15 mol/L、聚多巴胺浓度0.3 mol/L、温度50℃、浸泡时间30 min条件下,制备得到的纳米银的粒径在40 nm左右,具有最佳的抑菌效果,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为32μg/m L和16μg/m L。利用该粒径纳米银,再对进水隔网进行亲水改性,最佳涂覆条件为:多巴胺浓度1 g/L,p H为8.5,浸泡时间24 h。此条件下制备的改性隔网亲水性提升,接触角由87°降低至72°,24 h抑菌率超过99.99%。研究了改性隔网对纳滤过程的抗污染效能,着重考察了其抗生物污染效能,并分析了目标污染物与水力负荷的影响行为。改性隔网对生物污染有明显的缓解作用,在高浓度大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、细菌营养液的过滤实验中,改性隔网的膜通量较改性前分别提高了79%、89%和86%,膜表面微生物含量分别降低93%、92%和93%。隔网改性后对海藻酸钠、牛血清白蛋白、腐殖酸、Ni2+、Zn2+的膜通量分别提高了27%、37%、35%、52%和49%。在不同的进水流速、过滤压力、p H条件下,改性隔网均具有比改性前较好的抗污染能力。研究了纳米银隔网在实际废水处理中的膜分离效能与抗污染性能。在对市政污水深度处理、微污染水源水净化和电镀废水深度处理时,改性隔网膜组件的出水水质可稳定满足相应标准,最终膜通量分别提高8%、12%与10%,膜表面微生物含量分别降低93%、95%与90%,膜清洗后的膜通量恢复率分别为5%、13%、3%。在多周期运行后,纳米银浸出率均不高于0.03%,表明纳米银改性隔网在实际废水处理过程中具有稳定且良好的抗污染性和稳定性。
其他文献
目前针对雨污改造困难或雨污分流不彻底区域的径流污染问题,主要采用海绵设施或在末端增加截流井进行截流,由于老旧城区建筑密集,海绵设施可有效削减径流量和洪峰,但污染物截流效果有限,而末端截流井缺乏精准的调控方案。针对上述问题,本论文根据改善河道水质和减少污水厂负荷的要求,运用暴雨管理模型(Storm Water Management Model,SWMM)构建适用于存在雨污混接的区域的径流污染预测模型
学位
背景:抗生素的滥用导致了严重的细菌耐药性,对人类健康造成了严重威胁。为了解决现有细菌耐药性带来的问题和挑战,人们在寻找新的抗生素成分、开发耐药性抑制剂和建立群体免疫等方面进行了较为深入的研究。但仅凭借在抗生素的发现和合成方面来优化抗菌效果是不够的,我们需要探究一些抑菌和控制细菌感染性疾病发生的新方法。近年来,研究者基于化学动力学疗法(Chemodynamic therapy,CDT),通过芬顿/类
学位
卡马西平(Carbamazepine,CBZ)是一种常用药物,因在水环境中的高检出率而受到研究者广泛关注。硫酸根自由基(SO4·-)具有强氧化能力,本研究针对CBZ,利用连二亚硫酸盐(Dithionite,DTN)作为SO4·-的前驱体,以菱铁矿粉末作为非均相催化剂,分别构建了菱铁矿/O2/DTN和菱铁矿/PMS/DTN两个氧化体系,研究了对CBZ的降解效能、活性基团产生机制、CBZ的降解路径。对
学位
研究目的:建立稳定的急性移植物抗宿主病(aGVHD)小鼠模型,以NLRP3炎症小体的靶向抑制剂硫藤黄菌素(THL)作为先导化合物研究其对aGVHD的防治作用并探究其作用机制。实验方法:1.使用8-10周龄雄性BABL/c小鼠作为受体,C57BL/6J雄性小鼠作为供体,移植当天受体小鼠采用6.5 Gy 60Co全身照射(TBI),6h后尾静脉输注供体小鼠来源的骨髓细胞1 × 107作为对照组,输注骨
学位
一、研究背景胃癌发病率高,是死亡率仅次于肺癌的第二大癌症,严重威胁人们的生命健康。因为早期症状不明显,所以大部分患者确诊时已经发展到晚期并且预后较差,患者五年生存率低于50%。目前临床上胃癌患者的治疗方法是以手术治疗为主的综合治疗。近几年来,分子靶向治疗和免疫治疗已经逐渐成为研究热点,但分子靶向治疗和免疫治疗在临床应用时患者个体差异性较大,治疗有效性仍有待提高。希望可以发现胃癌中新的分子靶点,以求
学位
目的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是一种人类常见的条件致病菌,金黄色葡萄球菌感染者往往病情较重、死亡率较高。近年来金黄色葡萄球菌的耐药率不断增高,特别是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)的出现,导致临床治疗越来越困难,除了科学合理使用现有抗菌药物,寻求新的补充或替代策略是亟待解决的临床问题之一。20世纪80年代以来,为应对全球范
学位
近年来,我国大力推动生态文明建设,狠抓黑臭水体治理,以深圳为代表的南方城市封闭水体基本消除黑臭,但仍存在有机物和营养物浓度高、透明度低的问题,水体感官体验差。由于南方地区常年气温较高、适宜水生植物生长,常采用以沉水植物为核心的草型生态系统进行水体生态修复。但该技术对水体的初始透明度要求高,难以启动,且生态系统过于单一,易受环境胁迫而崩溃,难以稳定运行。鉴于蚌、螺具有高效滤食悬浮物的能力,可快速提高
学位
近年来,紫外光催化技术成为一种具有良好应用前景的污水深度处理处理技术得到广泛研究。TiO2作为一种价格低廉、化学稳定性和光催化活性良好的催化剂,应用时存在粉体易于团聚、难以回收的问题,大幅增加了光催化技术的成本。本文通过金属Ti与双氧水反应直接在钛金属表面生长出纳米TiO2结构,并对其降解效果进行了进一步研究。通过调整钛片-双氧水反应体系的参数,确定最佳钛片基催化剂制备条件为:酸洗时间1 min,
学位
槲皮素(Quercetin,QT)是一种广泛存在于植物中的多羟基黄酮类化合物,具有抗氧化、抗炎、改善心脑血管疾病等多种药理作用,且在改善认知方面具有一定作用。QT具有低溶解-高渗透的特性,水溶性差的性质导致其溶出速率慢,生物利用度低,限制了其应用与开发。纳米乳(Nanoemulsions,NE)制备工艺简单,其不仅可以改善难溶性药物的溶解度,还可改善药物在体内的吸收转运,因此被广泛用于食品和制药等
学位
“十四五”规划以来,我国城镇化水平日益提高,市政污水厂处理污水量不断攀升,随之而来的污泥产量也在不断增加。现有的污泥调理方法存在着成本高、限制多、有污染等缺点,亟需一种低成本、适应广、无污染、效益好的污泥调理方法来改善污泥的脱水性能。本课题利用水蚯蚓对污泥的捕食作用来调理污泥,考察调理过程对污泥脱水性的改善效果以及对重金属的富集能力,同时探究水蚯蚓调理过程对丝状菌群落结构的影响及促进污泥脱水的作用
学位