改性聚偏氟乙烯微滤膜深度处理城市污水的研究_宋来洲

改性聚偏氟乙烯微滤膜深度处理城市污水的研究宋来洲1,张尊举1,李洪喜2,李晓博1(1.燕山大学环境与化学工程学院,河北秦皇岛066004;2.秦皇岛市第三污水处理厂,河北秦皇岛066004)摘要:采用改良的热诱导化学聚合技术,在聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜表面接枝具有离子交换性能的羧酸基团,并借助X衍射光电子能谱(XPS)和环境扫描电镜(ESEM)对改性PVDF微滤膜进行了表征。采用该改性PVDF(PAA/PVDF)膜深度处理城市污水,探讨了pH值、接触时间对处理效果的影响。试验结果表明:热诱导化学聚合技术在PVDF膜表面成功接枝了羧酸基团,PAA/PVDF膜对水溶性金属离子具有交换去除作用,出水水质优良。关键词:聚偏氟乙烯;微滤膜;改性;城市污水;深度处理中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000-4602(2006)13-0038-04ApplicationofModifiedPolyvinylideneFluorideMicrofiltrationMembraneforAdvancedTreatmentofMunicipalWastewaterSONGLai-zhou1,ZHANGZun-ju1,LIHong-xi2,LIXiao-bo1(1.SchoolofEnvironmental＆ChemicalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China;2.ThirdSewageTreatmentPlant,Qinhuangdao066004,China)Abstract:PolyvinylideneFluoride(PVDF)microfiltrationmembranemodifiedbyacrylicacidgraftpolymerizationwasusedtotreatsecondaryeffluentofamunicipalwastewatertreatmentplan.tUsingX-rayPhotoelectronSpectroscopy(XPS)andEnvironmentalScanningElectronMicroscopy(ESEM),thesurfacemorphologyandsectionmorphologyofthemodifiedPVDFmembranewereinvestigated.TheperformancewasevaluatedbydeterminingtheremovalsofChemicalOxygenDemand(COD),SuspendedSubstance(SS),turbidity,andmetalions.Atthesametime,influenceofpHandcontacttimeonre-movaleffectwasdiscussed.TheresultsshowthatthemodifiedPVDFmembraneisefficientintreatingsolublemetalionswithabettereffluentqualitythanthePVDFmembrane.Keywords:polyvinylidenefluoride;microfiltrationmembrane;modification;municipalwastewater;advancedtreatment聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜具有过滤精度高、出水量大且水质好、耐污染、抗化学氧化等优点,其在给水净化和污水处理领域中的应用日益广泛[1～6]。但常规PVDF微滤膜的亲水性能不理想,对水溶性金属离子没有去除作用,因而改善其亲水性能是研究的重点。在溶液热诱导聚合技术的基础上[7],提出了改良的热诱导化学接枝聚合技术,并在聚偏氟乙烯微滤膜表面接枝羧酸基团,同时采用X衍射光电子能谱(XPS)和环境扫描电镜(ESEM)对改性PVDF(PAA/PVDF)膜进行表征,考察了PAA/PVDF膜用于城市污水深度处理的可行性。1试验部分1.1改性PVDF微滤膜的制备PVDF平板微滤膜采用相转移干湿法制备[8]。铸液的组成:聚偏氟乙烯,15%～20%;聚乙烯吡咯烷酮(致孔剂),3%～5%;N,N—二甲基乙酰胺(溶38第22卷第13期2006年7月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVo.l22No.13Ju.l2006剂),73%～81.5%;冷凝浴为经微滤膜处理后的自来水,水温为35～45℃。试验所采用的化学改性液为水溶液,其基本组成为:丙烯酸(40.6mL/L)、丙烯酰胺(6.25g/L)、亚甲基双丙烯酰胺(1.72g/L)、过硫酸钾(1.5g/L),其中丙烯酰胺和亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发