本文關(guān)鍵詞：超濾—反滲透雙膜法在海水淡化中的應(yīng)用研究　出處：《清華大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：為了滿足青島市自來水和工業(yè)用水的需求以及海水的綜合利用,將在青島市建設(shè)規(guī)模為10萬m3/d的海水淡化項目,作為國內(nèi)最大的海水淡化項目之一,需要對渤海灣海水水質(zhì)及海水淡化工藝進(jìn)行試驗研究。本試驗以渤海灣海水作為進(jìn)水水源,經(jīng)過盤片過濾器后進(jìn)入超濾膜進(jìn)行處理,考察超濾在該種原水時對污染物的去除率和運行的穩(wěn)定性,進(jìn)一步考察超濾產(chǎn)水供給反滲透系統(tǒng)時,反滲透膜對污染物的去除效果及運行穩(wěn)定性,驗證超濾-反滲透雙膜法在海水淡化應(yīng)用上的可行性,所得到的試驗結(jié)果為進(jìn)一步工程設(shè)計提供參考。本研究取得了以下主要成果:在不同通量情況下,超濾過程對海水中污染物的平均去除率分別為CODMn(化學(xué)需氧量)20.3%、TOC(總有機(jī)碳)5.64%、濁度98.1%,超濾產(chǎn)水SDI(淤積指數(shù))值為1~3,平均值為2.2。分別在三種過濾周期、三種通量和三種CEB(化學(xué)強(qiáng)化反洗)周期下考察超濾運行穩(wěn)定性、跨膜壓差上升速率以及CEB對跨膜壓差的恢復(fù)情況等。結(jié)果表明過濾周期為45分鐘時超濾運行穩(wěn)定且滲透率下降速率最低;通量為85L/(m2.h)時,在23、31和46個反洗周期下超濾運行均很穩(wěn)定,且CEB后跨膜壓差均能恢復(fù)到接近初始值。通過在線投加絮凝劑FeCl3,來控制跨膜壓差,結(jié)果表明投加量在0~1.0mg/L之間時絮凝劑對控制跨膜壓差的升高有積極作用,但是過量的絮凝劑的投加會導(dǎo)致超濾膜的污染,通過電子顯微鏡和X射線光譜分析對比膜污染前后表面成分,發(fā)現(xiàn)污染膜表面的Fe、Si、Ca、Mg成分偏高,這與絮凝劑的投加有一定關(guān)系且膜表面存在無機(jī)鹽結(jié)垢的情況。在試驗期間反滲透有著良好的處理效果,平均產(chǎn)水電導(dǎo)率為130μs/cm,平均產(chǎn)水硼為0.33 mg/L,脫鹽率在95%以上。反滲透運行通量為15 L/(m2?h),阻垢劑投加量在1~1.3 mg/L時系統(tǒng)運行穩(wěn)定,產(chǎn)水的平均回收率達(dá)到43.2%。另外,通過對運行成本的分析,顯示超濾-反滲透雙膜法工藝的運行噸水成本在3.75元/m3左右,低于熱法的制水成本。項目產(chǎn)品水作為青島市居民飲用水和青島堿廠工藝用水,反滲透濃水作為青島堿廠生產(chǎn)工藝用水,實現(xiàn)了海水淡化與工業(yè)制堿的一體化。
[Abstract]:In order to meet the Qingdao city tap water and industrial water demand and the comprehensive utilization of seawater, the 100 thousand m3/d seawater desalination project in the construction scale of Qingdao City, as the largest desalination project in the Gulf of Bohai, to the quality of sea water and seawater desalination process test research. In this experiment, the waters of the Gulf of Bohai as the influent water, through the disc filter after entering the ultrafiltration process, the study of ultrafiltration in raw water on the pollutant removal rate and the stability of operation, further study of ultrafiltration waterproduction water supply reverse osmosis system, removal efficiency and operation stability of the pollutants in the reverse osmosis membrane, ultrafiltration and verification RO desalination method in the feasibility of the application of the results obtained to provide reference for further engineering design. The main achievements of this study are as follows: under different fluxes, the average removal rate of pollutants in seawater is CODMn (chemical oxygen demand) 20.3%, TOC (total organic carbon) 5.64%, turbidity 98.1%, and ultrafiltration water production SDI (sedimentation index) is 1~3, and the average value is 2.2. The operational stability of ultrafiltration, the rising rate of transmembrane pressure rise and the recovery of CEB to transmembrane pressure were investigated in three filtration cycles, three fluxes and three CEB cycles. The results show that when the filtration period is 45 minutes, the operation of ultrafiltration is stable and the rate of permeability decline is the lowest. When the flux is 85L/ (m2.h), the operation of ultrafiltration is stable at 23, 31 and 46 backwash cycles, and the transmembrane pressure difference after CEB can be restored to the initial value. Through online flocculant FeCl3, to control the transmembrane pressure. The results showed that the dosage of flocculant in 0~1.0mg/L between control of transmembrane pressure rise has a positive effect, but excessive flocculant will lead to membrane pollution by electron microscope and X ray spectrum analysis of components before and after comparison of membrane fouling the surface of the membrane surface contamination is found Fe, Si, Ca, Mg component is high, and the flocculant with inorganic salt scaling relation and the membrane surface of the. During the test, the reverse osmosis has a good treatment effect. The average water yield is 130 u s/cm, the average water producing boron is 0.33 mg/L, and the desalination rate is over 95%. The flux of reverse osmosis is 15 L/ (M2? H). The system runs steadily when the dosage of scale inhibitor is 1~1.3 mg/L, and the average recovery rate of water production reaches 43.2%. In addition, through the analysis of the operation cost, it shows that the cost of the operation ton water of the ultrafiltration and reverse osmosis double membrane process is about 3.75 yuan /m3, which is lower than the cost of the heat production. The product of the project of water for drinking water in Qingdao city and Qingdao soda plant process water, reverse osmosis water as Qingdao soda production process water, realize the integration of seawater desalination and industrial production base.
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P747

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