【精品】专业科技创新实践论文

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1、正渗透工艺应用于污泥浓缩的可行性试验研究环境工程08-2朱亚琦指导老师朱洪涛摘要随着国内污水处理事业的发展，污水厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，产生的污泥量也日益增加（1）。据估算，目前中国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为130万吨，而且年增长率大于10%。如果城市污水全部得到处理，则将产生污泥量（干重）为840万吨，占中国总固体废弃物的3.2%（2）。所以，处理这些污泥已经迫在眉睫。现如今污泥处理工艺都有效率低，能耗大的缺点，而正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术，是一种无需外界压力能耗低的

2、渗透工艺。但是国内目前对正向渗透膜分离技术关注得很少，相关研究和论文也不多。将正渗透工艺应用于污泥浓缩则是目前比较前端的方法，本研究运用NaCl、CaCl、海水等作为汲取液对污泥进行浓缩，得出膜通量相对于时间的关系以及汲取液体积的增量与时间的关系，并探索膜的分离层和多孔支撑层对自来水渗透参数对比，正渗透膜与反渗透膜的对自来水的渗透参数对比，用溶液的电导率来表示Na+反向渗漏参数以及电导率随时间的变化趋势等。最后通过实验结果得出最佳污泥浓缩汲取液以及膜的选择性参数，以最低能耗和最高效率浓缩污泥。关键词:正渗透污泥浓缩

3、渗透膜目录1项目背景错误！未定义书签。1」正渗透工艺法介绍错误！未定义书签。1.2污泥浓缩现状及方法错误！未定义书签。1.3以海水或海水淡化工厂浓水为汲取液的正渗透F0工艺用于浓缩污泥的优点错误！未定义书签。2研究内容错误！未定义书签。2.1FO膜对厌氧释磷的去除效果研究。错误！未定义书签。2.2汲取液参数对FO浓缩污泥工艺膜通量的影响。错误！未定义书签。2.3FO工艺进行污泥脱水的研究。错误！未定义书签。3_实验及实验结果分析错误！未定义书签。3丄比较正反渗透膜对污泥的浓缩率错误！未定义书签。32比较膜两侧对污泥

4、中水的渗透影响错误！未定义书签。33用电导率表征Na+的反向渗漏相关参数错误！未定义书签。1•项目背景为了捉高我国城市污水处理水平，捉高城市环境质量，实现可持续发展，建设部、国家环保总局和科技部提出，2010年全国建制镇的污水处理率不低于50%、设市城市的污水处理率不低于60%、重点城市的污水处理率不低于70%的城币污水处理目标。而城市污水处理厂建成投产后必然产牛大量含水率很高的污泥。它具有容量大、不稳定、易腐败、有恶臭的特点，如不加处理任意排放则将引起严重的二次污染。因此污泥的处理和处置十分重要，也是污水处理领域

5、中技术人员血临的故为复杂的问题2—。而止向渗透技术是利用膜两侧溶液的渗透压差，使水分子从高化学势一侧渗透到低化学势一侧的新型膜分离技术。将这种工艺运用于污泥的浓缩处理不仅实现了能耗低，节能环保的目的，而且还具有去除污泥中的氮磷的功效，是一种优先选择的污泥浓缩处理工艺。1.1正渗透工艺法原理及应用F0即正渗透工艺汲取液可充分利用海水或者利用海水淡化工厂的高浓度浓水，这种工艺的优势包括：(1)汲取液浓缩完污泥后可直接排海，幣个工艺具有非常低的能耗；(2)可实现儿乎完全去除污泥浓缩过程屮厌氧释放的磷，并对污泥屮的氨氮、硝

6、酸盐、和亚硝酸盐有良好的预期去除效果。(3)可以克服F0MBR工艺中汲取液盐反向渗透的劣势。而应用此工艺唯-不足的地方就是，在用汲取液对污泥进行浓缩的同时需要再安装一层反渗透膜组件,以保证汲取液的浓度和不造成较大污染。正渗透工艺法的原理如下：正向渗透膜分离技术和反渗透分离类似，是水分子从半透膜的一侧扩散到另--侧，截留溶质分子和离子。与压力驱动膜分离过程不同的是，正向渗透的驱动力是半透膜两侧的渗透压差Ajt,而不是外界压力。止向渗透过程水分子从选择性透过膜化学势高的一侧扩散到化学势低的一侧，而压力延缓渗透是正向渗透

7、和反渗透的中间过程，水压作川丁•渗透压梯度的反方向，水的净通量仍然是向浓缩液方向。正向渗透、反渗透和压力延缓渗透的普通方程式为：Jw=A(oAn-AP)(1)式中Jw水通量A膜的水渗透性常数o反射系数An膜两侧的渗透压差AP膜两侧的压力差，其中正向渗透过程AP=O,水扩散进入含盐量高的一侧；压力延缓渗透过程An>AP,水在正压强下透过到含盐量高的--侧；反渗透过程△P>AJi,水在外压作用下透过膜流向低含盐量一侧。正向渗透膜分离过程的驱动力源白膜透过侧的汲取液，因此汲取液的选择至关重要。选择汲取液的主要原则是比原料

8、液具有更高的渗透压。选择汲取液的另一个原则是汲取液稀释后要有一个理想的再浓缩途径。另外，膜对溶质还应具有较高的截留率，通常高化合价离子更具有优越性。由于NaCl溶液具有很高的溶解度且利用反渗透工艺NaCl稀溶液很容易再浓缩，所以人们经常选择NaCl溶液作为汲取液，还有的选用海水作为压力延缓渗透汲取液。正渗透工艺的应川：随着科技的飞速发展，压力驱动反渗透膜分离