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《沈阳工业大学》 2018年
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含油废水处理用炭膜的制备及其结构性能调控的研究

张晓宇  
【摘要】:随着经济社会发展和工业进步,人们对石油的需求量日益陡增,在促使石油加工等相关行业快速发展的同时,也产生了大量含油废水。未经严格处理的含油废水一经排放必然给生态环境和动植物生存造成严重危害。因此,如何高效处理这些含油废水,已成为一个亟待解决的问题。在众多处理方法中,如空气浮选、撇取浮渣、光催化、凝聚、絮凝及膜分离等,膜分离技术因除油率高,操作简单、耗能低、无需化学添加剂、易于满足排放要求等优点,被认为是极具前景的技术。膜材料是膜分离技术的核心,所以一直是该领域研究热点。炭膜是近些年快速发展起来的优异膜材料之一,除了突出的分离性能外,还具有良好的化学和热稳定性、机械强度,更诱人的是易调控的孔径与经济可行性,有望在处理含油废水方面发挥重要作用。本文以酚醛树脂为前驱体、羧甲基纤维素钠为粘结剂,分别采用活性炭纤维(ACF)、聚丙烯腈(PAN)和硅藻土(DE)作为掺杂剂,经混合、和面、陈化、压膜以及炭化等过程制备了炭膜。分别采用热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、x射线衍射和扫描电镜等手段对膜材料的热稳定性、官能团、微结构和形貌进行了分析。考察了三种掺杂剂的种类和用量、操作时间、进料浓度、跨膜压力和进料流量等制备条件与操作条件对炭膜的油水分离性能影响。此外,也考察了炭膜的再生方案与效果,以及后氧化处理对炭膜结构与性能的调控,探讨了抗污染性能。结果显示,三种掺杂剂均能有效调控炭膜的微观结构和分离性能,含油废水通过炭膜的渗透分离过程同时受到筛分作用和吸附作用影响。具体为:(1)对于ACF杂化炭膜,ACF用量为15wt.%时,其前驱体膜的热稳定性最高;ACF用量为10wt.%时,所得炭膜平均孔径最小,为0.48μm;采用ACF用量10wt.%制备的炭膜在跨膜压力0.02MPa及进料流量6mL/min时,对浓度为200mg/L的含油废水具有最高的油品截留率96.67%,同时渗透通量为181.91Kg/m~2 h。(2)对于PAN杂化炭膜,随PAN用量的增加,前驱体膜的热稳定性先降低后增加;PAN用量为45wt.%时,炭膜的平均孔径最小,为0.36μm;采用PAN用量35wt.%所制备的炭膜,在进料浓度50mg/L、进料流量6m L/min和跨膜压力0.03MPa条件下,具有最高的油品截留率93.63%,此时渗透通量为251.08Kg/m~2 h。(3)对于DE杂化炭膜,随DE用量的增加,前驱体膜的热稳定性提高,所制炭膜结构变疏松;DE用量为25wt.%时,所制备炭膜的平均孔径最小,为0.37μm;采用DE用量为25wt.%时,制备的炭膜在含油废水浓度100mg/L、跨膜压力0.02MPa、进料流量6mL/min时具有最高的油品截留率98.84%,此时渗透通量为103.35Kg/m~2 h。(4)对DE用量为25wt.%所制备的炭膜进行再生后,其通量恢复比为46.19%,总污染比为84.46%,膜污染较严重;另外,对此炭膜进行后氧化处理后,渗透通量提高到了254.52Kg/m~2 h,通量恢复比达到121.06%,总污染比降到66.07%,膜的抗污染性改善,但截留率则降低到69.11%。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ051.893;X703

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 张兵;江园;吴永红;周佳玲;赵丹丹;王同华;;ZSM-5改性酚醛树脂基多孔炭膜的微观结构研究[J];应用化工;2015年07期
2 Ran Jincai;Liu Jiongtian;Zhang Chunjuan;Wang Dengyue;Li Xiaobing;;Experimental investigation and modeling of flotation column for treatment of oily wastewater[J];International Journal of Mining Science and Technology;2013年05期
3 许光红;孙雯;余振勋;董秉直;曹达文;;硅藻土错流动态膜工艺处理淮河原水的运行特性[J];膜科学与技术;2012年04期
4 邱英华,王同华,宋成文;升温速率对聚丙烯腈薄膜热解影响及动力学研究[J];炭素技术;2005年02期
5 潘艳秋,李红剑,王同华,任力勇;炭膜处理含油污水的实验研究[J];高校化学工程学报;2004年01期
6 王细凤,潘艳秋,王同华;炭膜处理含油污水的研究[J];膜科学与技术;2001年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周佳玲;高性能碳素材料杂化炭膜的制备及基础应用研究[D];沈阳工业大学;2017年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Asghar Azizi;Ahmad Hassanzadeh;Behnam Fadaei;;Investigating the first-order flotation kinetics models for Sarcheshmeh copper sulfide ore[J];International Journal of Mining Science and Technology;2015年05期
2 蔡欧晨;;膜技术用于中国船舶油水分离的可行性研究[J];中国人口·资源与环境;2015年S1期
3 潘艳秋;王文娟;王婷婷;陈银平;;基于油水分离的陶瓷膜基双层复合动态膜的制备和应用[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2015年03期
4 潘淑婷;;乳化石油污水处理技术研究[J];当代化工;2015年01期
5 Sun Wei;Han Haisheng;Tao Hongbiao;Liu Runqing;;Study on the flotation technology and adsorption mechanism of galena–jamesonite separation[J];International Journal of Mining Science and Technology;2015年01期
6 肖春;谷炎;张玲;邹武;程文;;含锆沥青热解缩聚行为研究[J];宇航材料工艺;2014年06期
7 潘艳秋;陈银平;王文娟;马伟;;陶瓷膜基高岭土动态膜制备和油水分离[J];化学工程;2014年07期
8 白四红;陈彤;祁志福;刘洁;陆胜勇;薄拯;李晓东;;载气流量及升温速率对污染土壤中多氯联苯热脱附的影响[J];化工学报;2014年06期
9 夏茹;卜仪;陈鹏;钱家盛;苗继斌;杨斌;苏丽芬;;嵌段共聚物PAN-b-PZDMA的合成及表征[J];精细化工;2013年11期
10 邱哓翠;刘立;屈撑囤;薛东圆;赵复涛;曹植;;含油污水的处理方法[J];辽宁化工;2013年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张晓宇;含油废水处理用炭膜的制备及其结构性能调控的研究[D];沈阳工业大学;2018年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王红新;夏文成;杨建国;王浩为;张泽琳;;充气量和循环量对浮选柱气含率的影响研究[J];煤炭工程;2011年02期
2 杨涛;马正飞;杨期勇;;高岭土/水合MnO_2复合预涂动态膜的制备[J];膜科学与技术;2010年05期
3 胡卫新;刘炯天;李振;张建强;;旋流-静态微泡浮选柱气含率影响因素研究[J];中国矿业大学学报;2010年04期
4 阳春华;周开军;牟学民;桂卫华;;基于计算机视觉的浮选泡沫颜色及尺寸测量方法[J];仪器仪表学报;2009年04期
5 程瑜;宋永胜;李宾;;旋流喷射浮选柱气含率影响因素研究[J];金属矿山;2008年12期
6 李延锋;张敏;刘炯天;;浮选柱筛板充填的气含率研究[J];中国矿业大学学报;2008年02期
7 林小竹;谷莹莹;赵国庆;;煤泥浮选泡沫图像分割与特征提取[J];煤炭学报;2007年03期
8 卓琳云;李俊;陈季华;李方;;高岭土动态膜的制备[J];膜科学与技术;2006年03期
9 娄玺明,黄慧峰;预涂膜硅藻土(DE)过滤设备在游泳池中的应用[J];给水排水;2005年03期
10 张捍民,乔森,叶茂盛,张兴文,杨凤林;预涂动态膜-生物反应器处理生活污水试验研究[J];环境科学学报;2005年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王丹;化学交联法聚醚酰亚胺基炭膜的制备及气体分离性能[D];沈阳工业大学;2016年
2 江园;支撑炭膜的制备及用于膜催化强化反应过程的研究[D];沈阳工业大学;2016年
3 赵丹丹;高机械性能炭膜制备及强化反应过程研究[D];沈阳工业大学;2015年
4 李家刚;炭膜的制备及气体分离机理模拟研究[D];大连理工大学;2002年
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1 刘起飞;;榆林能化厂高盐含油废水的回用处理方法研究[J];石化技术;2018年04期
2 王一同;丁毅飞;周卫红;;油水分离技术的研究进展[J];科技风;2018年25期
3 郭研;肖尊东;;乳化状含油废水难处理的物化原因探析[J];吉林省教育学院学报(上旬);2015年01期
4 尹文波;;电芬顿法去除金属工业含油废水中的含油量和COD[J];城市地理;2017年14期
5 林鑫;胡筱敏;;热活化对海泡石处理模拟含油废水性能的影响[J];环境工程;2013年02期
6 付本全;张垒;王丽娜;张楠;刘尚超;;冷轧含油废水除油技术探讨[J];化学工程与装备;2012年05期
7 张垒;薛改凤;鲍俊芳;;冷轧含油废水处理技术研究进展[J];武钢技术;2009年05期
8 方曦;黄志宇;杨文;唐浩;毛莉君;;改性膨润土处理模拟含油废水试验研究[J];钻采工艺;2007年06期
9 廖建萍,魏伟,张梅君;铁路含油废水回用绿化对土壤和植物的影响研究[J];中国卫生检验杂志;2005年01期
10 叶新才,王占岐,赵宇宁;改性膨润土处理石化含油废水试验研究[J];非金属矿;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 廖建萍;魏伟;张梅君;;铁路含油废水回用绿化对土壤和植物的影响研究(摘要)[A];全国铁路第五届疾病控制学术研讨会论文集[C];2004年
2 张垒;薛改凤;鲍俊芳;;冷轧含油废水处理技术研究进展[A];第七届(2009)中国钢铁年会大会论文集(中)[C];2009年
3 易书盛;;含油废水处理工艺技术新的突破[A];第五届全国水污染治理技术装备交流洽谈会论文集[C];1997年
4 高建;李鑫钢;徐世民;;多级气浮塔处理含油废水的实验研究[A];中国水污染防治技术装备论文集(第五期)[C];1999年
5 刘金成;;冷轧含油废水回用技术的可行性研究[A];中国冶金——“创新创意,青年先行”第七届中国金属学会青年学术会论文集[C];2014年
6 杨跃;冯志新;刘晓玉;;无机陶瓷超滤膜处理含油废水性能及膜污染再生研究[A];2010年全国能源环保生产技术会议文集[C];2010年
7 王娅娜;王亚君;李俊;;微生物处理技术在钢铁乳化含油废水中的应用[A];中国环保装备产业发展论坛论文汇编[C];2007年
8 舒莉;邢卫红;徐南平;;超声在陶瓷膜处理乳化含油废水中的应用研究[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年
9 张文娟;马莹;包呈敏;李娜;李二斗;侯少春;;聚苯乙烯树脂处理稀土皂化含油废水试验研究[A];2015年全国稀土金属冶金工程技术交流会论文集[C];2015年
10 陈莉荣;李玉梅;王哲;刘文;;混凝-气浮法处理煤制油含油废水试验研究[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 王海英 实习生 吴璇;灵州石化违法排放含油废水[N];宁夏日报;2010年
2 记者 覃辉;油田含油废水无害化处理技术取得进展[N];中国消费者报;2009年
3 本报记者 张超;新技术脱去含油废水“脏外衣”[N];科技日报;2009年
4 张垒 薛改凤 鲍俊芳;冷轧含油废水处理技术研究进展[N];世界金属导报;2010年
5 本报记者 向建福;无机膜技术处理含油废水[N];中国环境报;2001年
6 记者 刘志伟 通讯员 黎江东;利用工业废弃物处理含油废水[N];科技日报;2009年
7 曹霁阳;生物处理含油废水技术通过鉴定[N];中国环境报;2003年
8 曹爱方通讯员 谢小诚 史秀亚;宁波餐饮业积极治理含油废水[N];宁波日报;2007年
9 记者 刘茜 实习生 刘艳美 通讯员 邓慧玲;无含油废水流入东江北干流[N];南方日报;2009年
10 记者 朱申路;举一反三健全长效机制 坚决守护碧水蓝天净土[N];舟山日报;2018年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王海芳;基于超分子化学作用的PVDF膜改性及其在处理低浓度含油废水中的应用研究[D];南京理工大学;2006年
2 王炜亮;石化产业生态分析及水资源优化利用研究[D];同济大学;2007年
3 章宏梓;以餐饮废油为碳源的鼠李糖脂发酵及其应用研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓宇;含油废水处理用炭膜的制备及其结构性能调控的研究[D];沈阳工业大学;2018年
2 蒋鹏;CAX复合混凝-催化氧化法处理含油废水的研究[D];南昌大学;2018年
3 任杰;降解冷轧含油废水微生物的分离筛选及性质研究[D];青岛理工大学;2014年
4 黎叩晨;表层黄土对含油废水的处理研究[D];兰州理工大学;2011年
5 杨利伟;超滤法处理陇东油田含油废水试验及优化研究[D];西安建筑科技大学;2001年
6 马明;湿式氧化法处理含油废水研究[D];东北石油大学;2017年
7 傅雷鸣;膜生物反应器处理食品行业高浓度含油废水研究[D];南京农业大学;2010年
8 叶丹;一体式膜生物反应器处理高盐含油废水的试验研究[D];长安大学;2005年
9 王森;改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及处理乳化含油废水性能研究[D];西安建筑科技大学;2017年
10 刘亚鹏;疏水亲油复合材料的制备及其处理含油废水的研究[D];北京化工大学;2017年
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