纳滤和反渗透技术用于盐化工废水回用的研究

论文摘要

盐化工废水二级出水含盐量高,直接排放会造成对河流等淡水资源的污染,经深度处理后回用于工业循环冷却水是防止水污染、解决水资源短缺的重要途径之一。本文提出了预处理+纳滤+反渗透工艺深度处理盐化工废水二级出水,着重考察操作压力、温度、进水流量、进水pH对纳滤膜分离性能的影响,并通过正交试验找出纳滤膜的适宜操作条件,以纳滤产水作为反渗透进水,考察了操作条件对反渗透膜的影响,得出了反渗透膜适宜的操作条件,最后研究了纳滤和反渗透膜污染控制。纳滤膜单因素试验：把影响纳滤膜分离性能的因素分为操作压力、温度、进水流量、pH等四种,结果表明,随着操作压力的升高,各盐离子截留率均升高,产水流量、产水回收率线性增大；整体趋势是各盐离子截留率随温度的升高而降低,产水流量、产水回收率则升高；提高进水流量,导致各盐离子截留率、产水流量稍微增加；较低的pH有利于各盐离子的去除。纳滤正交试验结果表明：温度、操作压力、进水流量对于产水回收率都有高度显著的影响,而进水pH对于产水回收率影响不显著。产水回收率影响因素的主次顺序为操作压力>温度>进水流量>进水pH。产水回收率最大的操作条件是进水温度为30℃,pH为5,操作压力为1.0MPa,进水流量为8L/min。温度、操作压力对产水流量有显著的影响,而进水pH和进水流量对产水流量影响不显著。影响因素的主次顺序是操作压力>进水温度>进水流量>进水pH。产水流量最大的操作条件是进水温度为30℃,pH为4,操作压力为1.0MPa,进水流量为12L/min。温度、操作压力、pH对脱盐率影响显著,而进水流量对于脱盐率影响不显著。脱盐率影响因素主次关系是操作压力>温度>进水pH>进水流量。脱盐率最大的操作条件是进水温度为10℃,pH为4,操作压力为1.0MPa,进水流量为16L/min。温度、进水pH、操作压力对Ca2+截留率影响显著,进水流量对于Ca2+截留率影响不显著。Ca2+截留率影响因素的主次关系是操作压力>温度>进水pH>进水流量。Ca2+截留率最大的操作条件是进水温度为15℃,pH为4,操作压力为1.0MPa,进水流量为16L/min。反渗透单因素试验结果表明最佳操作条件是压力为4Mpa,进水流量为13L/min。纳滤膜和反渗透膜污染后,先用2.0%的柠檬酸后用2.0%的STPP和0.8%的EDTA-Na溶液化学清洗后,通量分别恢复到初始状态的98.2%和98.6%。预处理+纳滤+反渗透工艺深度处理盐化工废水二级出水在技术上是可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 膜分离技术简介
• 1.2 纳滤
• 1.2.1 纳滤膜简介
• 1.2.2 纳滤膜的特点
• 1.2.3 纳滤膜的分类及商品化
• 1.2.4 纳滤膜的分离性能
• 1.2.5 纳滤膜分离机理及主要纳滤模型
• 1.2.6 纳滤膜的应用
• 1.3 反渗透
• 1.3.1 反渗透膜简介
• 1.3.2 反渗透膜的应用
• 1.4 纳滤反渗透用于废水回用的研究进展
• 1.5 研究背景
• 1.6 研究意义
• 1.7 研究内容
• 2 实验装置和分析方法
• 2.1 实验装置及流程
• 2.1.1 膜元件
• 2.1.2 实验流程
• 2.2 实验分析方法
• 3 实验结果与讨论
• 3.1 纳滤单因素实验研究
• 3.1.1 操作压力对膜分离性能的影响
• 3.1.2 温度对膜分离性能的影响
• 3.1.3 进水流量对膜分离性能的影响
• 3.1.4 pH对膜分离性能的影响
• 3.2 正交试验设计与纳滤膜最佳操作条件的确定
• 3.2.1 实验方案
• 3.2.2 实验结果与分析
• 3.3 反渗透实验研究
• 3.3.1 操作压力对膜分离性能的影响
• 3.3.2 进水流量膜分离性能的影响
• 3.3.3 反渗透最佳操作条件的确定
• 3.3.4 反渗透处理盐化工废水用于回用的可行性分析
• 4 膜污染控制
• 4.1 膜污染状况分析
• 4.2 膜污染机理探讨
• 4.2.1 纳滤膜污染
• 4.2.2 反渗透膜污染
• 4.3 膜清洗方法
• 4.3.1 膜污染的预防措施
• 4.3.2 常用清洗技术简述
• 4.4 本试验中膜清洗技术的确定
• 4.4.1 试验用膜的污染分析
• 4.4.2 清洗条件及注意事项
• 4.4.3 清洗试验
• 5 结论
• 6 展望
• 7 参考文献
• 8 论文发表情况
• 9 致谢