本文關(guān)鍵詞：正滲透工藝在苦咸水處理和城市再生水深度處理中的應(yīng)用研究　出處：《山東大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：正滲透(Forward Osmosis, FO)利用選擇性半透膜兩側(cè)溶液的滲透壓差作為驅(qū)動力,使純水從濃度較低的原料液(Feed Solution, FS)一側(cè)通過膜自發(fā)地擴散至水高濃度的驅(qū)動液(Draw Solution, DS)中。作為一種低能耗、低污染和高回收率的綠色膜分離技術(shù),正滲透技術(shù)可廣泛應(yīng)用于海水淡化、發(fā)電、工業(yè)廢水處理、食品、航天及制藥等工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域。針對于我國淡水資源嚴重匱乏的現(xiàn)狀,正滲透技術(shù)在苦咸水淡化和城市再生水深度處理中的應(yīng)用研究對緩解目前的水資源短缺問題和能源壓力,具有十分重要的意義。本論文利用實驗室規(guī)模的板框式FO設(shè)備,采用K2SO4。NaCl、KCl、KNO3、 NH4Cl、NH4NO3、尿素和(NH4)2HPO4分別與NH4HCO3的組成的八種混合液作為FO過程的驅(qū)動劑和TFC膜來處理模擬苦咸水,又選用KCl、NH4Cl及(NH4)2HPO4分別與NH4HCO3組成的三種混合液作DS及CTA膜處理實際城市污水處理廠的二級出水。對驅(qū)動劑的基本性質(zhì)、FO過程中的純水通量及驅(qū)動溶質(zhì)的反向滲透通量、處理前后FS的水質(zhì)和溶解性有機物含量的變化情況及膜污染情況進行具體研究后,得出的主要結(jié)論如下：1.上述八種鹽與NH4HCO3混合后,鹽溶液的性質(zhì)均有明顯變化。混合溶液作為DS時所獲水通量較單獨的鹽溶液明顯增大,NH4Cl與NH4HCO3組成的混合液無論是在純水作FS,還是處理苦咸水時,均取得最高的水通量。膜兩側(cè)滲透壓差隨時間的增長而不斷減小及嚴重的內(nèi)濃差極化現(xiàn)象,使得正滲透過程的水通量隨著時間的增長而呈非線性下降趨勢。2.不論是單獨鹽溶液還是混合溶液作DS,在處理去離子水和苦咸水時,FO過程的驅(qū)動力利用效率(即運行效率)均不高。但運行效率低于NH4HCO3的鹽溶液在與NH4HCO3混合之后,運行效率得到了提高。3.處理城市污水廠二級出水時,混合溶液作為FO過程的DS時比單獨鹽溶液可獲得更高的水通量,但同時驅(qū)動溶質(zhì)的反向滲透通量亦會升高。三種混合溶液獲得的水通量的高低順序為：KCl+NH4HCO3 NH4Cl+NH4HCO3 (NH4)2HPO4+NH4HCO3;而其驅(qū)動溶質(zhì)的反向滲透通量的高低順序為：NH4C1+NH4HCO3 KCl+NH4HCO3 (NH4)2HPO4+NH4HCO3.4.處理后的FS中NH3-N、TN與DOC濃度較原水均有所升高,是由FS被濃縮所致。除KCl外,其余驅(qū)動劑處理后的FS中NH3-N與TN濃度的增幅非常大,這是由DS中NH4+的大量反向滲透引起的異常增漲現(xiàn)象。而FO過程中,FS中磷元素通過膜正向擴散至DS中,使得處理后的FS中TP含量較初始值減少。(NH4)2HPO4不論是單獨還是與NH4HCO3混合后作驅(qū)動劑的FO過程,TP的截留率最高。5.原水和經(jīng)處理后的FS中芳香族蛋白質(zhì)Ⅱ、類黃腐酸和溶解性微生物代謝物三類熒光性DOM所占比例相當,是水樣中較為豐富的組分；但芳香族蛋白質(zhì)Ⅰ和類腐殖酸的含量較少。經(jīng)處理后的總累積熒光強度FS較原水均減弱,區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、和Ⅲ的熒光強度值均有所降低,而Ⅳ、V兩區(qū)的熒光強度值幾乎不變。6.苦咸水淡化和處理城市污水廠二級出水的FO過程中FO膜均會遭到污染�？嘞趟擕}中,膜污染主要為驅(qū)動溶質(zhì)在膜支撐層的累積。而二級出水作為FS時,膜兩側(cè)均有污染物出現(xiàn),FS中的活性硅等無機鹽與有機物的附著沉積可能是活性層污染的主要因素；支撐層的污染與苦咸水脫鹽中類似。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703;P747;TQ028.8

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本文編號：1321548