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反渗透系统中CaSO4结垢和阻垢动态研究

2020-12-07阅读(251)

反渗透系统中CaSO4结垢和阻垢动态研究

论文摘要

反渗透膜结垢现象是脱盐过程中一个很严重的问题。所以,阻垢对于反渗透技术的应用十分重要。本论文第一部分就阻垢剂的评价作了详细的研究,第二部分对一种新型的物理清洗方法作了初步的探索目前,实验室研究没有可靠的方法用来评价结垢极限和阻垢剂效果。本论文试图建立一个快速评价阻垢剂的方法。首先采用渗透液部分循环的方式,评价了LB0100、LB2000和PTP0100三种阻垢剂对硫酸钙的阻垢效果,并描述了膜表面的结垢过程。通过比较溶液在三种阻垢剂下的浊度、溶液硫酸钙饱和度的变化情况判断出阻垢剂对主体溶液的阻垢能力的差异,同时比较膜面饱和度和水渗透系数的变化情况判断出阻垢剂对膜表面的阻垢能力差异,综合评价阻垢剂对主体溶液和膜表面的阻垢能力,得出三种阻垢剂在不同浓度下的结垢上限。接着用全循环模式对LB0100和LB2000进行了对比实验,由于此模式下溶液主体浓度无明显变化,且实验过程中溶液浊度也保持在1NTU以下,所以该模式能更好的评价阻垢剂对膜面结垢的抑制情况。此后对实验中温度和浓水流量等操作条件对阻垢效果的影响作了初步的探索。实验证明,温度对结垢影响较大,温度降低会使结垢减轻。浓水流量变化,引起传质系数变化,一组实验结垢减轻,一组加重,说明除了考虑传质系数的影响外,还要考虑产水流量的影响,它会直接影响微晶在膜表面的运动。最后用电导法对动态法的结论进行了验证,实验证明LB2000阻硫酸钙的能力远远优于LB0100,与动态法结论一致。此外,本实验还对渗透冲洗法清除膜污染作了初步的尝试。证明渗透冲洗法是一种很好的清洗积垢的物理方法,与阻垢剂结合使用效果更佳。但它适用于膜面结垢初期即结垢后立即清洗效果最好,而且膜片必须强度高。在此基础上准确测定反洗间隔和持续时间,在产水量、清洗成本和对膜的机械损伤综合考虑后确定一个最佳操作参数。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 综述
  • 1.1 反渗透运用于水处理的历史和现状
  • 1.2 反渗透的膜污染问题
  • 1.2.1 碳酸钙垢的形成和防止
  • 1.2.2 硫酸钙水垢形成和防止
  • 1.2.3 二氧化硅垢的形成和防止
  • 1.2.4 胶体的污染和防止
  • 1.3 反渗透系统专用阻垢剂的种类及特点
  • 1.3.1 无机聚磷酸盐类
  • 1.3.2 有机磷酸（盐）、聚羧酸类
  • 1.3.3 绿色阻垢剂类
  • 1.4 阻垢剂评价技术的分类及特点
  • 1.4.1 静态的阻垢剂评价方法
  • 1.4.2 用专门仪器的阻垢剂评价方法
  • 1.4.3 动态的阻垢剂评价方法
  • 1.5 阻垢剂的阻垢机理
  • 第二章 课题的研究目的、研究内容及选题意义
  • 2.1 课题的研究目的
  • 2.2 课题的研究内容
  • 2.3 课题的选题意义
  • 第三章 实验理论基础及实验装置
  • 3.1 反渗透膜分离技术的基本原理
  • 3.2 反渗透膜运行条件的影响因素
  • 3.3 实验装置及采用的运行模式
  • 3.3.1 渗透液部分循环的运行模式
  • 3.3.2 全循环的运行模式
  • 3.4 膜元件的性能参数及实验采用的其它仪器
  • 3.4.1 膜元件（复合聚氯酰胺膜）的性能参数
  • 3.4.2 膜元件尺寸
  • 3.4.3 采用的仪器设备
  • 3.5 实验药品
  • 3.6 实验结果的分析方法
  • 3.6.1 实验监测的数据种类及分析方法
  • 3.6.2 硫酸钙结垢趋势SI的计算
  • 3.6.3 膜渗透系数Lp的计算
  • 3.6.4 溶液中各离子浓度的计算
  • 第四章 动态法快速评价阻垢剂
  • 4性能'>4.1 渗透液部分循环法评价阻垢剂阻CaSO4性能
  • 4.1.1 渗透液部分循环法膜结垢过程
  • 4的影响'>4.1.2 LB2000 不同浓度对CaSO4的影响
  • 4的影响'>4.1.3 LB0100 不同浓度对CaSO4的影响
  • 4的影响'>4.1.4 PTP0100 不同浓度对CaSO4的影响
  • 4.1.5 三种阻垢剂效果比较
  • 4.2 全循环法评价阻垢剂
  • 4的影响'>4.2.1 LB0100 不同浓度对CaSO4的影响
  • 4的影响'>4.2.2 LB2000 不同浓度对CaSO4的影响
  • 4.2.3 结论
  • 4.3 操作条件对阻垢剂的影响
  • 4.4 电导率法评价阻垢剂的阻垢性能
  • 4.4.1 实验仪器与试剂
  • 4.4.2 实验步骤
  • 4.4.3 实验结果与分析
  • 4.4.4 结论
  • 4.5 本章小节
  • 第五章 阻垢剂过量堵膜现象的研究
  • 5.1 LB0100 过量实验
  • 5.2 LB2000 过量实验
  • 5.3 SHMP过量实验
  • 5.4 本章小节
  • 第六章 渗透冲洗清除膜污染
  • 6.1 渗透反洗频率的影响
  • 6.2 冲洗持续时间的影响
  • 6.3 溶液浓度的影响
  • 6.4 阻垢剂的影响
  • 6.5 反洗对截流率的影响
  • 6.6 本章小节
  • 第七章 结论和展望
  • 7.1 主要结论
  • 7.2 研究展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的论文

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