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復(fù)合膜

 

　　由于單一膜存在制膜工藝復(fù)雜、膜的重復(fù)性差、制備小孔徑膜困難、質(zhì)脆柔韌性差、成本高等缺點(diǎn)，因此研究者們將2種單一膜復(fù)合在一起，使其同時(shí)具備2種或多種單一膜的優(yōu)點(diǎn)。目前國內(nèi)外研究的復(fù)合膜主要是有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜。常用的無機(jī)材料主要有TiO2、SiO2、Al2O3等，常用的有機(jī)材料主要有聚砜、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚乙烯和聚乙烯吡咯烷酮。張?jiān)Ｇ涞葓?bào)道了聚砜-Al2O3復(fù)合膜處理油田含油污水，復(fù)合膜的截油率可達(dá)90%，出水滿足油田回注水標(biāo)準(zhǔn)，而且復(fù)合膜經(jīng)過清洗后，水滲透通量能回復(fù)到原始通量的85%。王樞等采用界面聚合法對PVDF超濾膜進(jìn)行表面改性，制備出了具有抗污染的聚酰胺/聚乙烯醇復(fù)合超濾膜，在復(fù)合膜水通量為190L/(m2·h)時(shí)，復(fù)合膜的截油率可達(dá)98.5%以上，出水含油量小于1.6mg/L，膜性能均優(yōu)于單一的PVDF膜。吳春金等以混合醋酸纖維素微孔膜為支撐膜制備了聚乙烯醇復(fù)合超濾膜，對模擬含油污水的處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該復(fù)合膜的截油率可達(dá)90%以上，且具有良好的耐油污染性能。Lu等采用相轉(zhuǎn)化法制備出了管式Al2O3-PVDF復(fù)合超濾膜，并將其用于處理大慶油田含油水，結(jié)果表明，出水含油量和懸浮固體含量均低于1mg/L，化學(xué)需氧量(COD)和總有機(jī)碳(TOC)的去除率分別為90%和98%以上，而且清洗后的膜通量恢復(fù)率可達(dá)100%。Ong等以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為添加劑，以TiO2和聚偏氟乙烯(PVDF)為原料，制備了PVDF-PVP-TiO2復(fù)合超濾膜，當(dāng)PVDF膜中TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，該復(fù)合膜的性能最佳，膜通量可達(dá)70.48L/(m2·h)，截油率更是高達(dá)99.7%，但是當(dāng)含油量由從250mg/L增大到1000mg/L時(shí)，膜通量下降較快。

 

　　改性膜

 

　　目前國內(nèi)外常用的超濾膜改性方法主要有膜表面改性法和膜材料改性法。膜表面改性主要通過膜表面的物理改性和化學(xué)改性來實(shí)現(xiàn)，而膜材料改性則是通過向超濾膜鑄膜液中添加高分子材料或小分子無機(jī)粒子以及膜材料本體的化學(xué)改性來實(shí)現(xiàn)。通過改性處理，可以使超濾膜具有更好的抗污染性，增大膜的使用壽命。蘆艷等采用膜材料改性法制備了改性PVDF超濾膜，并用制備的PVDF超濾膜處理含油污水，出水含油量和懸浮固體含量均為0.2mg/L，粒徑中值也小于2μm，出水水質(zhì)滿足油田回注水要求。竺柏康等向PVDF/PVP體系中添加TiO2和Al2O32種無機(jī)納米顆粒，制備出了改性PVDF平板超濾膜，當(dāng)納米顆?？偤繛?%，Al2O3與TiO2質(zhì)量比為1∶2時(shí)，改性PVDF平板超濾膜性能最好，出水懸浮物含量低于0.4mg/L，石油烴類含量小于0.5mg/L，COD值在60～70mg/L，達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。呂慧等采用無機(jī)納米改性PVDF超濾膜處理大慶油田采油廢水，在操作壓力為0.1MPa，處理溫度為40℃時(shí)，處理后的出水中含油量小于1.0mg/L，懸浮物含量小于0.4mg/L，COD去除率為80%～94%，TOC去除率在90%以上。徐俊等采用改性的PVDF膜處理大慶油田含油污水，在膜面流速為4.5m/s，跨膜壓差為0.2MPa，溫度為(37±0.5)℃的最佳運(yùn)行條件下，出水水質(zhì)可達(dá)到《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》(SY/T5329—94)的A1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。Abdolhamid等用改性PES中空纖維超濾膜處理工業(yè)含油廢水，截油率可達(dá)98.5%，懸浮固體去除率也可達(dá)98.2%。Chakrabarty等以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯醇(PEG)為添加劑，制備出了親水性強(qiáng)，孔隙度高的改性PSf超濾膜，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了12種改性PSf超濾膜處理含油污水，結(jié)果表明，每種改性PSf超濾膜的截油率都能達(dá)到90%以上，都可以達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

共混膜

 

　　國內(nèi)關(guān)于共混超濾膜制備和表征的文獻(xiàn)較多，潘學(xué)杰、于蘭哲、王新、趙津禮、趙后昌等人都報(bào)道了相關(guān)共混超濾膜的制備和表征，但共混超濾膜用于含油污水處理的文獻(xiàn)報(bào)道則很少，僅趙文敏等報(bào)道了PVDF/PAN共混超濾膜處理自制乳化油污水，國外則有共混超濾膜處理含油污水的文獻(xiàn)報(bào)道。Martin報(bào)道了PVDF/PC(聚碳酸酯)共混膜過濾油水乳狀液，并分析了聚碳酸酯含量對PVDF/PC共混膜結(jié)構(gòu)、親水性和功能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)PVDF/PC共混膜中PC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，共混膜的性能最優(yōu)，此時(shí)共混膜的原始滲透通量可達(dá)28.59L/(m2·h)，極限滲透通量為22.11L/(m2·h)，截油率更是高達(dá)97.8%。Abdolhamid等運(yùn)用一種干噴濕紡工藝，利用相轉(zhuǎn)化法制備了PES/PAN共混中空纖維超濾膜，通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，PES與PAN的質(zhì)量比為3∶1時(shí)，共混膜的機(jī)械強(qiáng)度和分離效果最好，用此條件下的共混膜處理含油污水，COD的去除率為80.6%，TOC的去除率為89.3%，懸浮固體的去除率可達(dá)100%，除油率也高達(dá)99.7%，出水水質(zhì)滿足含油污水排放標(biāo)準(zhǔn)。Martin等[27]磺化聚碳酸酯(SPC)/PVDF共混超濾膜處理乳化含油污水，截油率可達(dá)96.63%以上。www.tjwqly.com