本文主要研究内容
作者鲍现（2019）在《胺基化改性正渗透膜的抗膜污染能力和氨氮截留效能研究》一文中研究指出：在当前淡水资源短缺和能源不断被消耗的背景下,对生活污水进行资源化处理以同步回收其中的净化水、能源以及氮磷等营养物质对社会的可持续发展具有十分重要的意义。最近,新兴的厌氧渗透膜生物反应器（AnOMBR）工艺在回收生活污水中的资源上展现出极强的优势。然而,在实际运行过程中,正渗透（FO）膜较严重的膜污染和较差的氨氮截留能力极大地限制了AnOMBR的发展。为了克服这一缺陷,本研究探索了FO复合膜（TFC-FO）的支撑层的结构和活性层的表面特性对FO膜的抗膜污染能力和氨氮截留性能的影响,在此基础上提出了胺基化改性TFC-FO膜以同步提升其抗膜污染和氨氮截留能力的膜改性策略,并揭示了胺种类的影响机制。本研究制备的PAMAM树状分子接枝膜在浓缩生活污水上展示出超强的氨氮截留性能和抗膜污染能力且可有效地抑制生物污染的形成。本研究首先探究了支撑层结构对TFC-FO膜的结构和性能的影响。研究结果表明,小孔结构的支撑层有助于形成粗糙度稍低、较薄、交联度较高且表面具有较低羧基密度的聚酰胺（PA）活性层,对应的TFC-FO膜具有稍强的抗膜污染能力,其中具有完全海绵状结构支撑层的FO-PEG的性能最佳。大孔结构的支撑层则反之。TFC-FO膜的抗膜污染能力主要由PA层的表面性质决定,通过改变支撑层结构以优化PA层对提升TFC-FO膜的抗膜污染能力效果不明显。此外,支撑层和PA活性层结构及PA活性层的致密度对TFC-FO膜的氨氮截留性能影响较小,提升TFC-FO膜的氨氮选择性应集中在提高PA活性层对氨氮的排斥力上。为了同步提高TFC-FO膜的抗污染能力和对氨氮的排斥力,本研究随后探索了采用亲水性多胺分子对PA活性层表面进行胺基化改性以增强TFC-FO的抗膜污染能力和氨氮选择性的可行性。首先,本研究采用线性多胺分子聚乙烯亚胺（PEI）对空白TFC-FO膜（即FO-PEG）进行表面胺基化改性处理。研究结果表明,经PEI接枝后的TFC-FO膜的表面亲水性、表面电势以及伯胺基和叔胺基密度均得到大幅提升,同时表面粗糙度也得到一定的降低。相比于空白膜（对50 mg/L氨氮的截留率仅为70.36%）,PEI接枝膜的氨氮选择性提升极为显著,并且随着PA层表面的PEI负载增大而增强,其中PEI接枝浓度为2wt%的FO-P2对50 mg/L氨氮的截留率达到了95.88%。在浓缩生活污水过程中,适量的PEI负载可略微地提升接枝膜的抗污染能力,而过量的PEI负载则会加剧接枝膜的膜污染。与此同时,PEI接枝膜对生活污水中氨氮的截留能力随着PEI负载的增加也是先升高后降低,其中膜污染最轻的FO-P0.5接枝膜的截留率最高,达到了86.11%。总体而言,胺基化改性TFC-FO膜的抗膜污染能力和氨氮截留性能主要由接枝膜表面的伯胺基密度决定,而其同步提升的幅度则主要由接枝膜表面的叔胺基密度决定。因此,尽量降低多胺分子中叔胺基的比例或者将叔胺基掩蔽在多胺分子内部对同步提升胺基化改性TFC-FO膜的抗膜污染能力和氨氮截留性能至关重要。鉴于此,本研究随后采用了球状结构的聚酰胺胺（PAMAM）树状分子作为接枝剂对空白膜进行表面改性。PAMAM树状分子拥有极高的伯胺基密度,其分子外围的末端伯胺基可有效地将叔胺基掩蔽在其分子内。相比于PEI接枝膜,PAMAM树状分子接枝膜不仅具有显著升高的伯胺基密度,同时还能在较低的表面电位增幅（等电点pH<5.4）的前提下大幅度地提升膜表面亲水性和氨氮选择性。研究结果表明,采用2代PAMAM树状分子进行表面接枝的FO-G2在浓缩生活污水过程中展现出最强的抗膜污染能力和氨氮截留性能,其对氨氮的截留率达到93.88%。并且,随着接枝膜表面的2代PAMAM树状分子浓度的提升,接枝膜的抗膜污染能力和氨氮截留性能均显著增强,表明采用PAMAM树状分子作为胺基化改性过程中的接枝剂以获得同时具备超强抗膜污染能力和氨氮截留性能TFC-FO膜是可行的。此外,相比于空白膜（氨氮截留率:48.8457.58%）,PAMAM树状分子接枝膜在长期浓缩生活污水过程中,尤其是在长期浓缩阶段的初期,展现出较强的抗生物污染能力以及氨氮截留能力（氨氮截留率:90.0893.66%）。由于FO-P2在浓缩初期可以有效地抑制生物污染的形成,因此如果膜表面得到及时的清洗,PAMAM树状分子接枝膜将具有更耐用的膜表面以同时抵抗氨氮跨膜扩散和膜污染。
Abstract
zai dang qian dan shui zi yuan duan que he neng yuan bu duan bei xiao hao de bei jing xia ,dui sheng huo wu shui jin hang zi yuan hua chu li yi tong bu hui shou ji zhong de jing hua shui 、neng yuan yi ji dan lin deng ying yang wu zhi dui she hui de ke chi xu fa zhan ju you shi fen chong yao de yi yi 。zui jin ,xin xing de ya yang shen tou mo sheng wu fan ying qi （AnOMBR）gong yi zai hui shou sheng huo wu shui zhong de zi yuan shang zhan xian chu ji jiang de you shi 。ran er ,zai shi ji yun hang guo cheng zhong ,zheng shen tou （FO）mo jiao yan chong de mo wu ran he jiao cha de an dan jie liu neng li ji da de xian zhi le AnOMBRde fa zhan 。wei le ke fu zhe yi que xian ,ben yan jiu tan suo le FOfu ge mo （TFC-FO）de zhi cheng ceng de jie gou he huo xing ceng de biao mian te xing dui FOmo de kang mo wu ran neng li he an dan jie liu xing neng de ying xiang ,zai ci ji chu shang di chu le an ji hua gai xing TFC-FOmo yi tong bu di sheng ji kang mo wu ran he an dan jie liu neng li de mo gai xing ce lve ,bing jie shi le an chong lei de ying xiang ji zhi 。ben yan jiu zhi bei de PAMAMshu zhuang fen zi jie zhi mo zai nong su sheng huo wu shui shang zhan shi chu chao jiang de an dan jie liu xing neng he kang mo wu ran neng li ju ke you xiao de yi zhi sheng wu wu ran de xing cheng 。ben yan jiu shou xian tan jiu le zhi cheng ceng jie gou dui TFC-FOmo de jie gou he xing neng de ying xiang 。yan jiu jie guo biao ming ,xiao kong jie gou de zhi cheng ceng you zhu yu xing cheng cu cao du shao di 、jiao bao 、jiao lian du jiao gao ju biao mian ju you jiao di suo ji mi du de ju xian an （PA）huo xing ceng ,dui ying de TFC-FOmo ju you shao jiang de kang mo wu ran neng li ,ji zhong ju you wan quan hai mian zhuang jie gou zhi cheng ceng de FO-PEGde xing neng zui jia 。da kong jie gou de zhi cheng ceng ze fan zhi 。TFC-FOmo de kang mo wu ran neng li zhu yao you PAceng de biao mian xing zhi jue ding ,tong guo gai bian zhi cheng ceng jie gou yi you hua PAceng dui di sheng TFC-FOmo de kang mo wu ran neng li xiao guo bu ming xian 。ci wai ,zhi cheng ceng he PAhuo xing ceng jie gou ji PAhuo xing ceng de zhi mi du dui TFC-FOmo de an dan jie liu xing neng ying xiang jiao xiao ,di sheng TFC-FOmo de an dan shua ze xing ying ji zhong zai di gao PAhuo xing ceng dui an dan de pai chi li shang 。wei le tong bu di gao TFC-FOmo de kang wu ran neng li he dui an dan de pai chi li ,ben yan jiu sui hou tan suo le cai yong qin shui xing duo an fen zi dui PAhuo xing ceng biao mian jin hang an ji hua gai xing yi zeng jiang TFC-FOde kang mo wu ran neng li he an dan shua ze xing de ke hang xing 。shou xian ,ben yan jiu cai yong xian xing duo an fen zi ju yi xi ya an （PEI）dui kong bai TFC-FOmo （ji FO-PEG）jin hang biao mian an ji hua gai xing chu li 。yan jiu jie guo biao ming ,jing PEIjie zhi hou de TFC-FOmo de biao mian qin shui xing 、biao mian dian shi yi ji bai an ji he shu an ji mi du jun de dao da fu di sheng ,tong shi biao mian cu cao du ye de dao yi ding de jiang di 。xiang bi yu kong bai mo （dui 50 mg/Lan dan de jie liu lv jin wei 70.36%）,PEIjie zhi mo de an dan shua ze xing di sheng ji wei xian zhe ,bing ju sui zhao PAceng biao mian de PEIfu zai zeng da er zeng jiang ,ji zhong PEIjie zhi nong du wei 2wt%de FO-P2dui 50 mg/Lan dan de jie liu lv da dao le 95.88%。zai nong su sheng huo wu shui guo cheng zhong ,kuo liang de PEIfu zai ke lve wei de di sheng jie zhi mo de kang wu ran neng li ,er guo liang de PEIfu zai ze hui jia ju jie zhi mo de mo wu ran 。yu ci tong shi ,PEIjie zhi mo dui sheng huo wu shui zhong an dan de jie liu neng li sui zhao PEIfu zai de zeng jia ye shi xian sheng gao hou jiang di ,ji zhong mo wu ran zui qing de FO-P0.5jie zhi mo de jie liu lv zui gao ,da dao le 86.11%。zong ti er yan ,an ji hua gai xing TFC-FOmo de kang mo wu ran neng li he an dan jie liu xing neng zhu yao you jie zhi mo biao mian de bai an ji mi du jue ding ,er ji tong bu di sheng de fu du ze zhu yao you jie zhi mo biao mian de shu an ji mi du jue ding 。yin ci ,jin liang jiang di duo an fen zi zhong shu an ji de bi li huo zhe jiang shu an ji yan bi zai duo an fen zi nei bu dui tong bu di sheng an ji hua gai xing TFC-FOmo de kang mo wu ran neng li he an dan jie liu xing neng zhi guan chong yao 。jian yu ci ,ben yan jiu sui hou cai yong le qiu zhuang jie gou de ju xian an an （PAMAM）shu zhuang fen zi zuo wei jie zhi ji dui kong bai mo jin hang biao mian gai xing 。PAMAMshu zhuang fen zi yong you ji gao de bai an ji mi du ,ji fen zi wai wei de mo duan bai an ji ke you xiao de jiang shu an ji yan bi zai ji fen zi nei 。xiang bi yu PEIjie zhi mo ,PAMAMshu zhuang fen zi jie zhi mo bu jin ju you xian zhe sheng gao de bai an ji mi du ,tong shi hai neng zai jiao di de biao mian dian wei zeng fu （deng dian dian pH<5.4）de qian di xia da fu du de di sheng mo biao mian qin shui xing he an dan shua ze xing 。yan jiu jie guo biao ming ,cai yong 2dai PAMAMshu zhuang fen zi jin hang biao mian jie zhi de FO-G2zai nong su sheng huo wu shui guo cheng zhong zhan xian chu zui jiang de kang mo wu ran neng li he an dan jie liu xing neng ,ji dui an dan de jie liu lv da dao 93.88%。bing ju ,sui zhao jie zhi mo biao mian de 2dai PAMAMshu zhuang fen zi nong du de di sheng ,jie zhi mo de kang mo wu ran neng li he an dan jie liu xing neng jun xian zhe zeng jiang ,biao ming cai yong PAMAMshu zhuang fen zi zuo wei an ji hua gai xing guo cheng zhong de jie zhi ji yi huo de tong shi ju bei chao jiang kang mo wu ran neng li he an dan jie liu xing neng TFC-FOmo shi ke hang de 。ci wai ,xiang bi yu kong bai mo （an dan jie liu lv :48.8457.58%）,PAMAMshu zhuang fen zi jie zhi mo zai chang ji nong su sheng huo wu shui guo cheng zhong ,you ji shi zai chang ji nong su jie duan de chu ji ,zhan xian chu jiao jiang de kang sheng wu wu ran neng li yi ji an dan jie liu neng li （an dan jie liu lv :90.0893.66%）。you yu FO-P2zai nong su chu ji ke yi you xiao de yi zhi sheng wu wu ran de xing cheng ,yin ci ru guo mo biao mian de dao ji shi de qing xi ,PAMAMshu zhuang fen zi jie zhi mo jiang ju you geng nai yong de mo biao mian yi tong shi di kang an dan kua mo kuo san he mo wu ran 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自哈尔滨工业大学的鲍现，发表于刊物哈尔滨工业大学2019-12-07论文，是一篇关于正渗透论文,胺基化改性论文,膜污染论文,氨氮截留率论文,厌氧渗透膜生物反应器论文,哈尔滨工业大学2019-12-07论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自哈尔滨工业大学2019-12-07论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：正渗透论文; 胺基化改性论文; 膜污染论文; 氨氮截留率论文; 厌氧渗透膜生物反应器论文; 哈尔滨工业大学2019-12-07论文;