平板陶瓷超滤膜去除电镀废水中重金属污染物工艺研究

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1、平板陶瓷超滤膜去除电镀废水中重金属污染物工艺研究(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：环境学院工程领域：环境工程研究生：彭义指导教师：张锡辉教授联合指导教师：吴新锋高工二○一八年一月Flat-sheetCeramicUFMembraneProcessforRemovalofHeavyMetalContaminantsfromElectro-PlatingWastewaterThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldegreeofM

2、asterofEngineeringbyPengYi(EnvironmentalEngineering)ThesisSupervisor:ProfessorZhangXihuiAssociateSupervisor:WuXinfengJanuary,2018摘要摘要本论文研究平板陶瓷超滤膜工艺去除电镀废水中重金属污染物工艺效果。采用实验室方法研究了常见5种重金属离子的去除效果，比较了3种盐分离子和2种电镀添加剂对处理效果的影响，优化Fenton氧化法破除EDTA和柠檬酸类络合物的工艺条件，在中试规模试验中验证陶瓷膜处理效果的稳定性和可靠性，确定并推荐了最佳工艺。分析总结了陶

3、瓷膜应用于白峰电镀废水处理效果和存在的问题，完成翰昇汽配电镀废水改造项目的方案设计。2+2陶瓷膜能够有效去除Ni，最佳pH=10.5，膜通量为80L/(m·h)。有关因素包2+2--括浓度负荷、电导率、盐分离子包括Ca、SO4、Cl离子、添加剂糖精钠和十二烷基硫酸钠等，对平板陶瓷膜处理效果影响不显著。采用Fenton氧化法能够有效破除EDTA、柠檬酸形成的络合物。2+2+2+3+2+陶瓷膜能够有效去除Ni、Cu、Zn、Cr及Cd等五种混合重金属污染物，2最佳pH=11，膜通量为80L/(m·h)。陶瓷膜过滤运行14d，跨膜压差增长30.1kPa，影响跨膜压差的因素主要是可逆

4、膜污染，少部分为不可逆膜污染。陶瓷膜过滤中试工艺能够稳定高效去除重金属污染，最佳pH=9.5，膜通量为240L/(m·h)，碱剂选用NaOH。陶瓷膜出水颗粒粒径分布以2-5μm居多，浊度低于0.1NTU。陶瓷膜工艺用于白峰电镀废水处理，不需要投加PAC和PAM、不需要沉淀池，缩短了工艺流程，具有较好的经济效益。在运行过程中，发现陶瓷膜不适用于处理强碱性废水，存在环氧树脂软化和膜片强度下降的问题。论文研究成果应用于翰昇电镀废水处理工艺升级改造项目，采用强耐碱性的2聚四氟乙烯(PTFE)膜，膜通量为50L/(m·h)，采用分类收集和再集中处理相结合的3设计原则，处理水量400m

5、/d，其中130m³/d进行回用，270m³/d达标外排。项目投资333.85万元，处理成本为14.06元/吨，具有较好的经济和环境效益义。关键词：重金属；平板陶瓷超滤膜；短流程工艺；电镀废水IAbstractAbstractTheremovalefficiencyofheavymetalcontaminantsfromelectroplatingwastewaterusingflat-sheetceramicmembraneultrafiltrationprocesswasstudiedinthisthesis.Threekindsofsaltionsandtwoaddi

6、tivesweretestedtoevaluatetheremovalimpactonfiveheavymetalionsinlabtested.ThedegradationparametaersregardingEDTAandcriticacidcomplexeswithheavymetalionswereoptimizedwithFentonOxidationProcess.Inthepilotscaletest,thestabilityandreliabilityoftheceramicmembranetreatmentwerefurtherverifiedsoast

7、odeterminethebestprocessparameters.TheoperationissuesrelatedwithceramicmembraneultrafiltrationinBaifengelectroplatingwastewaterprojectwereinvestigatedindetail.Finally,apreliminarydesignwasfinishedforanelectroplatingwastewatertreatmentprojectinHanshengautoparts