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水中有机物性状及溶液环境条件对二级处理水超滤过程的影响研究

作　者: 康雅
导　师: 王磊
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 市政工程
关键词: 二级处理水超滤过程环境条件亲疏水性 pH值离子强度
分类号: X703.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

近年来,随着工业化的发展,大量生活污水和工业废水排入水体,水资源污染严重。水资源的短缺和水污染的加剧,使“污水资源化”逐渐提上日程,将污水作为第二水源作为解决水资源短缺的重要途径。目前污水的再生回用大多数采用传统的给水处理的方法,如混凝沉淀、砂滤、活性炭吸附等,这些方法普遍存在着占地面积大、基建费用高、处理效率低等缺点。二十世纪后期,膜分离技术以其高效快捷逐渐引起人们重视,被称为“二十一世纪的水处理技术”,在净水处理中具有广阔的应用前景,而膜分离技术的应用过程仍然存在着很多尚未解决的技术问题,如高效低耗的分离过程的实现,分离中产生的膜污染问题等等。特别是膜污染的研究对膜分离技术的普及推广有着重要的意义。本课题以西安市北石桥污水净化中心的二沉池出水作为原水,进行了超滤试验,针对水中有机物性状及溶液环境条件对二级处理水超滤过程的影响进行了研究。通过改变水溶液中的pH值、离子强度、二价金属离子等溶液环境条件以及对水中溶解性亲、疏水性有机物进行分离,研究了pH值、离子强度、二价金属离子等溶液不同环境条件以及水中有机物亲疏水性状对二级处理水超滤过程的影响,并且利用本课题组建立的基于膜孔径和膜孔密度随透水通量变化的膜结构参数模型,研究了不同条件下二级处理水超滤过程中膜结构参数的变化特性。研究结果表明: （1）原水pH值对超滤膜透水通量的影响为:低pH条件下,过滤初期以滤饼堵塞为主,污染较严重,导致膜透水通量急剧衰减;过滤后期,膜通量衰减有所减缓。对于pH较高的情况,膜表面无明显滤饼形成,膜污染自始至终均以膜内部堵塞为主,膜通量表现为过滤初期衰减缓慢,但是随着膜孔堵塞的加剧,到过滤后期,通量衰减较为快。（2）离子强度的影响:离子强度（以NaCl计）越高,膜通量衰减越严重,膜污染也相应越剧烈。在较高的离子强度下,由于双电层压缩和电荷屏蔽作用,膜表面和腐殖酸大分子的电荷明显减少,致使膜表面和溶解性有机物之间的静电斥力减小,从而溶解性有机物沉淀到膜表面的速度加快,又使沉淀层变厚。（3）二价钙镁离子的影响:由于Ca²⁺和Mg²⁺的络合作用,溶解性有机物的链与链之间的

全文目录

1 绪论  9-27
  1.1 概述  9-12
    1.1.1 我国水资源现状  9-10
    1.1.2 城市污水再生利用现状  10-12
  1.2 超滤技术的研究现状  12-22
    1.2.1 超滤水处理原理  12-13
    1.2.2 超滤膜分离技术基础研究进展  13-22
  1.3 超滤技术的应用现状  22-25
    1.3.1 超滤在给水处理中的应用  23-24
    1.3.2 超滤在污水处理中的应用  24
    1.3.3 超滤组合工艺的应用  24-25
  1.4 超滤处理技术现阶段存在的问题  25-27
2 课题研究目的、意义及内容  27-29
  2.1 课题研究目的及意义  27-28
  2.2 课题研究内容  28
  2.3 课题来源  28-29
3 试验材料方法  29-37
  3.1 试验原水  29
  3.2 试验装置  29-30
  3.3 试验方法  30-35
    3.3.1 水中有机物分子量分布测定方法  30-31
    3.3.2 原水有机物疏水性的测定  31-34
    3.3.3 膜通量测定方法  34
    3.3.4 超滤膜阻力构成测定方法  34-35
  3.4 分析方法及测试仪器  35-37
4 试验结果与分析  37-53
  4.1 pH值对膜透水通量的影响  37-38
  4.2 离子强度(以NaCl计)对膜透水通量的影响  38-39
  4.3 二价金属离子对膜透水通量的影响  39-40
  4.4 有机物亲、疏水性对超滤膜过滤的影响  40-45
    4.4.1 亲疏水性物质的分子量分布  40-43
    4.4.2 亲疏水性物质对膜过滤通量的影响  43-44
    4.4.3 水中亲疏水性物质对超滤膜各部分阻力的影响  44-45
  4.5 用膜结构参数模型评价溶解性有机物对膜污染的影响研究  45-49
    4.5.1 膜结构模型及其应用条件  45-46
    4.5.2 电镜分析结果  46
    4.5.3 a_1和a_2的确定及膜污染的评价  46-49
  4.6 用其他相关模型对膜污染的评价及比较分析  49-53
    4.6.1 恒压过滤堵塞模型  49-50
    4.6.2 标准堵塞过滤模型  50-53
5 结论与建议  53-55
  5.1 结论  53-54
  5.2 建议  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-58

水中有机物性状及溶液环境条件对二级处理水超滤过程的影响研究

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