超滤和纳滤处理模拟工业废水实验研究

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1、一肝848；挚酒⑩天事大薯硕士学位论文学科专业：化学工程作者姓名：赵媛媛指导教师：王志教授工"--I：1-—__I丛‘rTT—o^■盯白摘要随着我国水资源紧缺与工业用水量增加等矛盾的日益加剧，以回用为目的的工业废水膜法深度处理技术受到越来越广泛的重视，但由于膜污染引起的膜通量衰减问题往往导致整个工程应用缺乏经济性。因此，深入研究处理工业废水膜过程中的影响因素及膜污染机制具有十分重要的理论和实际意义。本课题以超滤和纳滤膜过程为研究对象，设计并建立了两套膜装置。实验中选用腐殖酸作为代表性有机物，根据不同实验目的配制成模拟废水原液，在两套装置上分别进行了一系

2、列膜过程实验，对影响过程的多种因素以及膜污染情况进行了系统研究。实验考察了超滤在除浊、除有机物等方面的特性。结果表明，所用超滤膜组件在实验设定的废水浊度范围内除浊率几乎达到100％；超滤能够除去废水中的部分有机物，且去除率随料液性质的变化而变化。研究发现，料液中Ca2+的存在及其浓度的增加，腐殖酸浓度、离子强度的增大，料液pH值的减小都会加剧膜污染进程。在总反冲洗水量相等的条件下，增大对膜组件的反冲频率可以起到缓解膜污染的作用。在超滤实验的基础上，进行了纳滤处理模拟废水实验。结果表明，D．系列纳滤膜对有机物及二价离子有很高的去除率。研究发现，二价阳离子

3、的存在导致有机物更易吸附在膜表面造成膜污染，而单价离子和二价阴离子的存在对膜过程的影响要远远小于二价阳离子。操作过程中减小初始通量，增大切向流速可以减缓膜污染的进程。针对不同膜过程的操作特性和污染物特点设计了几种膜清洗方法，同时借助红外光谱和表面电镜分析综合考察了膜清洗效果和膜污染机制。研究发现，腐殖酸料液对超滤膜的污染是由于腐殖酸吸附、沉积于膜面和膜孔内引起的，用NaOH碱液浸泡污染后的超滤膜，然后再反冲可以使膜通量得到很好的恢复：腐殖酸在纳滤膜面的吸附、沉积使得膜面性质表现或部分表现为腐殖酸的性质，同时导致了膜通量的下降。使用含EDTA(乙二胺四乙

4、酸)的清洗剂对纳滤污染膜进行清洗，几乎使膜通量得到完全恢复。关键词：膜污染超滤纳滤腐殖酸无机盐EDTAAbstractThewaterscarcxtyISmoreandmoresevere．Thus，theadvancedtreatmentofindustrialwastewaterforwaterreusingismoreandmorepopular,andthemembranetechnologyplaysanimportantroleinthetreatment．However,thefluxdeclinearisingfrommembranef

5、oulingisaseriousproblem，whichcausetheapplicationofmembranetechnologytobeuneconomic．Therefore，itisverysignificanttOstudydeeplytheinfluencefactorsofthemembraneprocesstreatingindustrialwastewaterandthemembranefoulingmechanism．Inthiswork，twoexperimentalsetupsweredesignedandestablish

6、ed，andtheultrafiltrationandnanofiltrationmembraneprocesstreatingsimulatedwastewatercontaininghumicacidsubstanceswereinvestigatedusingthesetups．ThefactorswhichCaninfluencetheprocesseswerestudiedsystemically．Theexperimentsontheremovalofturbidityandorganicsubstanceusingultrafiltrat

7、ionprocesswerecarriedout．TheresultsindicatedthattheturbidityrejectionoftheultrafiltrationmembraneCanapproachto100％，andtheorganicsubstancerejectionwouldvaryaccordingtothevariationofthenatureofthesolution．ItwasfoundthatthemembranefluxdecreaseWaSacceleratedwithincreaSingCa2+concent

8、ration，humicacidconcentration，ionicstrengthandd