Al2O3-SnO2纳滤陶瓷膜制备及高含盐废水中二价盐分离研究

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近年来,我国淡水资源持续减少,饮用水存量面临日趋严峻的形势。海水淡化作为增加淡水资源的开源措施,日益受到国际以及国内社会广泛的关注。但是,海水淡化工业在获取淡水的同时会不可避免的产生浓缩海水(即高含盐废水),如不加以合理处理而任意排放,又将会引起新一轮的生态破坏。  鉴于此种现状,本文在进行大量调查以及参考众多文献资料的基础之上,采用溶胶凝胶法制备了新型A12O3-SnO2涂膜液,在商品陶瓷基体上涂覆烧制得到A12O3-SnO2复合陶瓷膜,以期结合其孔径窄、耐高温、耐酸碱腐蚀、使用周期长等优点对高含盐废水中二价盐离子(Ca2+、Mg2+、SO42-)进行有效截留。表征结果表明试验所制备的Al2O3-SnO2复合陶瓷膜:(1)平均孔径约为25nm,孔径分布均匀;(2)膜孔隙率为32.6%;(3)膜层厚度约为6.1μm;(4)在操作压力为0.2MPa、温度25℃条件下,测定膜纯水渗透通量为367.06 L/m2h;(5)通过酸碱处理,在强酸条件下复合膜质量变化率为0.23%、渗透通量变化率为3%,在强碱条件下两者变化率分别为0.19%和-0.24%,表明该复合膜具有较好的耐酸碱腐蚀性。  利用实验室自行搭建的膜评价装置分析研究了温度、pH、TMP和含盐量与膜纯水渗透通量大小的关系,详细探讨了所制备复合陶瓷膜过滤模拟高含盐废水时温度、pH、TMP对膜渗透通量及对废水中二价盐离子的截留效果的影响,最后根据该膜过滤模拟废水所得参数,选取最优条件为T=35℃、pH=4~5、TMP=0.3MPa对实际高含盐废水进行过滤,所得膜渗透通量为240L/mEh,Mg2+、Ca2+截留率分别为75%和79%,为陶瓷膜脱盐技术以及陶瓷膜分离技术在微孔领域中的应用提供了初步的数据参考。
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