题名废水深度净化氧化石墨烯复合膜制备及其选择性分离性能研究
作者任瑞昀
答辩日期2020-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师王爱杰
关键词氧化石墨烯膜, 选择性分离膜, 工业污水,深度处理 陶瓷膜管式膜放大 graphene Oxide Membrane, Selective Separation Membrane, Industrial Wastewater, Advanced Treatment, Ceramic Membrane, Tubular Membrane, Scale-up
学位名称工程硕士
其他题名Preparation and Selective Separation Properties Research of Graphene Oxide Composite Membrane for Deep Purification of Wastewater
学位专业环境工程
英文摘要

       工业污水可生化性较 差,往往需要深度处理才能达到排放 或回用 标准 。与此同时, 膜过滤 应用于工业污水 深度处理 时 伴随着 有机无机混合浓水 处理成本 高分离 提纯 难以及 无法回流 等问题。 因此本研究提出制备应用于废水深度净化的氧化石墨烯( GO )复合膜 ,利用氧化石墨烯复合膜的尺寸筛分以及静电排斥作用来选择性分离水中的有机物和无机盐 ,从源头避免混合浓水 的产生 。
        本研究采用Hummer 法制备了 GO 。 而后 选择 了 PVDF 膜 和陶瓷膜为基底膜并确定了以 PVDF膜和陶瓷膜 为基底的最佳放大 构型 分别 为单通道管式膜1 0.70.7m2 组 和 1 9 通道管式膜 6 .2.2m2 组 。 最后, 通过 制备 试 验 确定采用陶瓷膜作为基底膜 。 经过制备方案优化, 本研究 采用多次过滤自组装法将 GO 陶瓷复合膜 PEG 3350 截留率 提升 6 5 。 测试结果显示, 单通道 GO 陶瓷复合 膜 具有较好的选择性分离性能,该膜 NaCl 和 MgSO4截留率 仅 为 1 0.91 和 3 8.47 %%,而茜素红 S 和变色酸钠 的 截留率 均 高达 9 9.9 0 以上 。该膜 在 0 .4 m s 和 0 .8 m/s 的错流速率下, 聚乙二醇( PEG 截留分子量 测试结果 分别为 1 830 Da 和 1 332 Da 。
        随后,进行 的 多通道 管式 GO 陶瓷复合 膜制备 实验 对比了 不同品牌 和不同孔径 的 基底膜 对于 GO 膜分离性能的影响。 实验结果表明 粗糙度过高 会降低 G O 膜的截留率 基底膜 孔径过小 造成 GO 膜 无机盐截留率过高, 基底 膜孔径过大 导致功能层 受损 。经 对比 以 某 品牌 1 9 通道 5 0 nm 管式 陶瓷膜 为基底 制备的 复合 膜选择性分离效果最佳 PEG3350 和 MgSO4截留率 分别 为 8 2 2 和 1 6.43% 。
        最后,本研究以某工业废水为例, 通过 计算 错流过滤 进出水 浓度变化曲线,以及膜过滤 耦合生物处理 工艺各阶段有机物和无机物浓度 ,证明 经过 复合 膜的过滤有机物 被有效截留 ,同时无机盐不会高度积累 ,浓水满足回流条件 。经过成本计算,以及横向 成本对比 GO 复合膜经济性良好,具有较强市场竞争力 。

页码114
内容类型学位论文
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43630]  
专题生态环境研究中心_中国科学院环境生物技术重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
任瑞昀. 废水深度净化氧化石墨烯复合膜制备及其选择性分离性能研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.
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