基于pdms渗透萃取膜制备及其处理苯酚废水研究

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1、大连理工大学硕士学位论文PDMS渗透萃取膜制备及其处理苯酚废水研究姓名：朱莹申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：贺高红20090701大连理一[大学硕士学位论文摘要近年来，石油化工、酚醛树脂等工业排放的大量含酚废水，加剧了生态环境的恶化，对人类健康造成严重威胁。但传统的萃取等方法由于存在返混严重、易造成溶剂损失等缺点，不能经济而有效地治理含酚废水。渗透萃取结合了渗透汽化与膜萃取技术，以硅橡胶(PDMS)为分离膜，具有能耗低、操作方便等优点，适用于废水中挥发性有机污染物的分离。但其通量较小，需通过开发新型膜材料，并设计与之良

2、好匹配的膜接触器来强化其传质过程。因此，本文选取初始浓度为8．09·L．1的模拟苯酚废水为研究对象，以氢氧化钠(NaOH)溶液为萃耿液，利用硅橡胶管、自制的PDMS平板膜及PDMS复合膜研究了膜、膜接触器及渗透萃取操作条件对苯酚总传质系数(‰)的影响。本文首先采用自制的PDMS平板膜制备成管式膜接触器处理模拟苯酚废水，并与硅橡胶管制成的卷绕式膜接触器和管式膜接触器进行了比较。实验结果表明，与硅橡胶管相比，PDMS平板膜的传质阻力减小，总传质系数提高，苯酚去除率、‰和渗透通量分别为97．3％、1．77x10～m·S～、6．97x1

3、0。。g·m-2．s～：硅橡胶管管式膜接触器较卷绕式膜接触器浓差极化小，且膜面积利用率高，硅橡胶管管式和卷绕式膜接触器‰分别为1．25x10～m．S‘1和5．1lxl0‘8m·S～。为了进一步提高‰，采用浸渍涂覆法制各了PDMS／单孔聚砜(PS．1)、PDMS／四孔聚砜(PS．4)、PDMS／聚丙烯腈(PAN)、PDMS／聚偏氟乙烯(PVDF)、PDMS／聚酰亚胺(PEI)复合膜，分别考察制备条件对复合膜气体分离性能的影响，以表征PDMS层涂覆完整性，五种复合膜的最佳涂覆PDMS浓度分别为5．0wt．％、5．0wt．％、3．0w

4、t．％、3．5wt．％和5．0wt．％，最佳涂覆次数分别2次、2次、2次、3次和1次。在此基础上，综合考虑膜分离性能和操作难易程度，选择PDMS／PS．1复合膜对苯酚废水处理过程的操作条件进行考察，并在最佳操作条件下比较PDMS／PS．1复合膜与其他四种复合膜的‰。结果表明，渗透萃取的最佳料液流量和温度、萃取液流量和pH值分别为82．8L．h．1、323．15K、45．0L·hd和13．0。在此条件下，PDMS／PS-1复合膜的苯酚去除率达到99．9％，‰为3．90x10。6m·s～。‰分别是PDMS／PS一4、PDMS／PAN

5、、PDMS／PVDF、PDMS／PEl复合膜的O．50、O．45、5．37和7．oo倍。关键词：硅橡胶；渗透萃取；苯酚废水；总传质系数PDMS渗透摹取膜铡备及其处理苯酚废水辑究StudyonthepreparationofPDMSperstractionmembraneandtheirapplicationinphenolwastewatertreatmentAbstractRecently，thelargeamountsofdischargeofphenol—containingwastewaterfromthepetroch

6、emicalandphenolicresinsindustriesaggravatestheenvironmentaldeteriorationandthreatensthehumanhealthseriously．However,itisnoteconomicalwithconventionalmethodstotreatphenol-containingwastewaterduetotheirseverebackmixingandsolventloss．Perstractionisatechnologycombining、椭

7、thpervaporationandmembraneexetractionprocess．ItisadequatefortheseparationofVOCsusingpolydimethysiloxane(PDMS)astheseparationmembraneduetoitslowenergyconsumptionandeasyoperation．ConsideringitslOWmassflux，themasstransportprocessoftheperstractionshouldbeimprovedbythedev

8、elopmentofnewmembranematerialsandcontactors．Inthisstudy。simulationphenolwastewaterandsodiumhydroxide(NaOH)solutionwerechosenasthere