二级出水中fe与腐殖酸共存时的膜污染特性及控制条件研究

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2、条件研究’.UM•'；rXV'm作者付小康指导教师姓名王磊教授申请学位级别硕士专业名称市政工程论文提交日期2015.06论文答辩日期2015.06•-----------------------,/^T----------------------学位授予单位备養玫统斜妓太看答辩委员会主席高俊发评阅人高俊发吕永涛声明本人郑重声明我所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经标明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人

3、在其它单位己申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所有贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。^申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：4#%曰期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，g卩：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论文。—-(保密的论文在论文解密后应遵守此规定）本

4、人授权中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所等单位将本学位论文收录到有关“学位论文数据库”之中，并通过网络向社会公0提供信息服务。因某种特殊原因需要延迟发布学位论文电子版，同意在Z年/□两年/□三年以后，在网络上全文发布。（此声明处不勾选的，默认为即时公开）论文作者签名:指导教师签名:日期：西安建筑科技大学硕士学位论文二级出水中Fe与腐殖酸共存时的膜污染特性及控制条件研究专业：市政工程硕士生：付小康导师：王磊教授摘要本实验以城市二级出水为主要研究对象，分析了二级出水中所含的有机物和无机金属元素的

5、主要成分，探讨污水中金属铁元素与有机物腐殖酸在不同pH条件下共存时的膜污染行为，同时，对实际二级出水的膜污染进行清洗实验和控制条件研究，为超滤膜技术在水资源再生过程的应用提供理论依据。所得主要结论如下：（1）实验表明，Fe与腐殖酸共存时，随着溶液pH的增大，造成膜污染的主导原因由腐殖酸和铁离子的络合作用转变为氢氧化铁絮体为主的膜污染，再到腐殖酸的排斥力作用为主的膜污染，呈现出先减轻再加重再减轻的趋势，而且污染后的膜用柠檬酸清洗的效果最好。具体结论如下：①低pH值时，铁离子的存在能有效改变腐殖酸污染物在膜表面的

6、沉积形式，加大污染物之间空间距离，提高膜过滤通量；原子力显微镜结果显示低pH时，铁离子的加入降低了污染物和膜之间作用力，进而减小二者的黏附作用，缓解膜通量衰减。②不同pH情况下铁离子的存在状态发生变化，从离子态转化为氢氧化铁，氢氧化铁絮体的产生加重了膜污染，然而，在较强碱性环境中由于腐殖酸本身的羟基和羰基的解离呈负电性，污染物之间相互排斥难以聚合，从而要比中性溶液的过水通量大；微观原子力测定同样得到此结论，较强碱性下污染物与膜之间平均粘附力减小，污染物与膜之间作用变弱，通量有所增大。③从四种清洗剂的清洗效果来

7、看，离子态的铁与腐殖酸的结合造成的膜污染轻容易清洗掉，使得污染膜的不可逆污染减小；而当pH为5、8时，铁离子转化为氢氧化物状态及其与腐殖酸的相互作用使得膜污染加重。随着溶液碱性的不断增加，导致腐殖酸发生解离，所产生的排斥作用会阻止氢氧化铁沉积于膜表面，从而减轻膜污染。原子力形貌图同样显示，不同条件下膜表面粗糙度和污染物形态随pH值的不同而发生变化，其结果与作用力曲线的结果相同。西安建筑科技大学硕士学位论文（2）二级出水造成的膜污染是污水中多种污染物相互作用的结果。通过对二级出水进行不同周期的清洗实验，探讨污染

8、物的基本特性和不可逆污染的去除效果。结果表明，周期为5h的清洗实验中，除柠檬酸外，其他三种清洗剂清洗前后通量衰减变化不明显，且清洗剂浓度的增大对过滤通量影响不大。而柠檬酸随着浓度的增大，通量恢复有明显提高，2%柠檬酸四个周期的清洗恢复率都在90%以上，平均通量恢复率为95%；1h周期的膜污染清洗结果表明，四种清洗剂中柠檬酸清洗后通量恢复率是最高的。（3）超滤膜在污水厂实际运行过程中，反洗流量的调节对