反渗透在氨氮废水处理中的应用研究

论文摘要

随着工农业的迅速发展,氨氮污染源越来越广泛,其排放量也越来越大。除了生活污水、动物排泄物外,还有大量的工业废水,以及垃圾渗滤液中都含有大量的氨氮。氨氮是造成水体富营养化的主要污染物。因此,经济有效地控制氨氮废水是环境工作者研究的一项重要课题。论文根据纳米氧化锌生产工艺中所产生的氨氮废水的特点,采用两次反渗透工艺浓缩处理,处理后的反渗透产水返回生产工艺循环利用,浓缩液进行再处理回收氨。该工艺为氨氮废水的处理开辟一条经济、环保、可靠的途径,具有重要的理论意义和实际价值。通过实验研究,取得了以下研究结果：(1)一次反渗透系统运行压力稳定在1.0Mpa～1.4Mpa,系统进水和浓水的压差在0.10Mpa以内；二次反渗透系统运行压力稳定在4.8～5.0 Mpa,系统进水和浓水的压差在0.10Mpa以内；一次反渗透的脱盐率稳定在98%以上,二次反渗透的脱盐率在99%以上；整个反渗透系统运行状况良好。(2)将废水的pH调节在7以下,反渗透系统对氨氮的处理效果最为稳定,废水经反渗透处理后出水的氨氮含量在20mg／L以内,电导率在150μs／cm以内,可以满足纳米氧化锌生产工艺对回用水标准的要求。(3)反渗透系统的预处理工艺采用混凝沉淀加介质过滤的工艺完全可以满足反渗透的进水SDI<5要求。相比较采用超滤作为反渗透预处理的工艺,混凝沉淀加介质过滤的工艺有利于降低投资成本和运行成本。(4)通过废水处理量为1000吨／天的工程设计及分析,设备的运行成本是1810元／天；设备的总投资按150万计算、设备寿命按20年计算的设备折旧费用是206元／天；废水中资源回收的经济收益是2405元／天；最终计算得出采用反渗透工艺处理纳米氧化锌的经济收益是389元／天,一年的收益约为14.2万。因此,采用反渗透为核心的水处理工艺不但具有显著的环境效益,还具有一定的经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 国内外氨氮废水处理的研究现状
• 1.2.1 生物法
• 1.2.2 化学沉淀法
• 1.2.3 化学氧化法
• 1.2.4 膜分离法
• 1.2.5 沸石选择性离子交换法
• 1.2.6 吹脱法
• 1.3 论文研究的主要内容
• 1.4 本项研究的创新点
• 1.5 技术路线
• 第二章 研究背景及反渗透技术
• 2.1 研究背景
• 2.1.1 纳米氧化锌工艺冲洗废水中氨的主要来源
• 2.1.2 纳米氧化锌工艺冲洗废水处理技术
• 2.2 反渗透技术简介及理论基础
• 2.2.1 渗透与反渗透
• 2.2.2 反渗透膜
• 2.2.3 反渗透膜分离技术及应用
• 第三章 氨氮废水处理的实验设计
• 3.1 实验背景及概况
• 3.1.1 处理废水的类型
• 3.1.2 实验工艺流程及各单元的规格参数
• 3.1.3 实验装置及设备参数
• 3.1.5 实验设计负荷及出水水质指标
• 3.2 水质指标及分析方法
• 3.2.1 电导率与TDS
• 3.2.2 氨氮
• 3.2.3 SDI
• 3.2.4 pH
• 3.3 实验过程
• 3.3.1 实验用废水的收集
• 3.3.2 絮凝沉淀
• 3.3.3 调节pH
• 3.3.4 预处理
• 3.3.5 一次浓缩
• 3.3.6 二次浓缩
• 3.3.7 运行数据记录与水样采样
• 第四章 实验结果与分析
• 4.1 实验的检测项目
• 4.2 设备运行参数的研究结果
• 4.2.1 压力
• 4.2.2 流量
• 4.3 处理废水效果的水质研究结果
• 4.3.1 SDI
• 4.3.2 电导率及TDS值
• 4.3.3 反渗透产水的氨氮值及系统的pH值
• 4.4 实验小结
• 4.4.1 设备运行状况
• 4.4.2 处理效果
• 4.4.3 纳米氧化锌冲洗废水处理中需要注意的问题
• 第五章 工程的设计及经济价值
• 5.1 工程设计概述
• 5.2 工艺说明
• 5.2.1 预处理系统
• 5.2.2 一次反渗透系统
• 5.2.3 二次反渗透系统
• 5.3 经济价值
• 5.3.1 运行费用分析
• 5.3.2 设备折旧费
• 5.3.3 二次回收产品效益分析
• 5.3.4 工程的经济效益分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间参加的科研项目
• 致谢