發(fā)布時(shí)間：2020-10-12 19:49

　　 水資源的短缺已經(jīng)嚴(yán)重制約了社會(huì)的進(jìn)步和人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展。尤其在沿海的、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū),水資源短缺的問(wèn)題顯得更為嚴(yán)重。海水淡化是解決淡水資源短缺問(wèn)題的重要手段,因?yàn)楹Ｋ軞夂蚝图竟?jié)影響較小,產(chǎn)出的淡化水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定可靠,可以供生活飲用、工業(yè)生產(chǎn)等,得到廣泛的關(guān)注。合理的預(yù)處理方式是海水淡化取得成功的關(guān)鍵因素之一,以超濾代替?zhèn)鹘y(tǒng)預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于海水淡化,研究不同超濾膜的運(yùn)行狀況,解決運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題,具有理論和應(yīng)用的雙重意義。本論文詳細(xì)考察了中空纖維超濾膜內(nèi)徑和截留分子量對(duì)超濾過(guò)濾海水的影響；其次進(jìn)行了超濾海水分級(jí)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)分別采用相同材質(zhì)和截留分子量、不同內(nèi)徑的超濾膜以及相同材質(zhì)和內(nèi)徑、不同截留分子量的超濾膜處理青島近海海水,以及通過(guò)不同截留分子量超濾膜對(duì)海水進(jìn)行分級(jí)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用恒壓死端無(wú)反沖的操作方式,目的是研究超濾膜性質(zhì)對(duì)海水過(guò)濾過(guò)程的影響以及海水有機(jī)物分子量對(duì)超濾膜分離性能的影響。本論文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下： 1.在死端、無(wú)反沖運(yùn)行模式下,采用相同材質(zhì)和截留分子量、不同內(nèi)徑(1.2mm和1.0 mm)的超濾膜處理青島近海海水。運(yùn)行參數(shù)和產(chǎn)水水質(zhì)表明,相同操作條件下,內(nèi)徑較小的超濾膜Ⅱ具有膜污染程度小、膜通量大、清洗效率高等優(yōu)勢(shì)；超濾膜Ⅱ的產(chǎn)水UV254比內(nèi)徑較大的超濾膜Ⅰ略高(約0.0031/cm)。相比較而言,內(nèi)徑較小的超濾膜Ⅱ是處理海水的更佳選擇。 2.采用酸洗、堿洗、次氯酸鈉洗、堿-EDTA洗和超聲波洗五種清洗方案對(duì)海水污染后超濾膜進(jìn)行清洗,通過(guò)可逆污染去除率(R%)和純水通量恢復(fù)率(η)兩個(gè)參數(shù)分別考察超濾清洗效率。研究表明,超聲波和堿-EDTA的清洗效率更高,且對(duì)內(nèi)徑較小的超濾膜Ⅱ清洗效率高于超濾膜Ⅰ。此外,對(duì)于表征連續(xù)過(guò)濾-清洗操作的清洗效率,R%比η更有效；對(duì)于表征單一新膜過(guò)濾-清洗實(shí)驗(yàn),R%和η的表征結(jié)果相似。 3.污染后超濾膜表面的電鏡照片表明,超濾膜Ⅰ比Ⅱ膜污染嚴(yán)重；超聲波的清洗效率更明顯,但仍無(wú)法完全去除膜污染,即產(chǎn)生了不可逆污染。膜表面污染物的紅外譜圖表明,超聲波和堿-EDTA能夠去除大部分膜面污染物；污染物含有類(lèi)脂、多糖、腐殖質(zhì)和木質(zhì)素等物質(zhì)。膜表面的能譜元素分析表明,污染物中混有部分金屬元素,如Na、K、Mg、Fe等。 4.在死端、無(wú)反沖運(yùn)行模式下,采用相同材質(zhì)和內(nèi)徑、不同截留分子量(67、50、30、6 kDa)的超濾膜,壓實(shí)后進(jìn)行海水直接過(guò)濾實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,截留分子量較小的超濾膜的比通量下降幅度較小,耐污染性較好。 5.在死端、無(wú)反沖運(yùn)行模式下,采用相同材質(zhì)和內(nèi)徑、不同截留分子量(67、50、30、6 kDa)的超濾膜進(jìn)行海水分級(jí)實(shí)驗(yàn)。與海水直接超濾實(shí)驗(yàn)相比,截留分子量為50、30和6 kDa的超濾膜通量分別提高7%、3%和2%。結(jié)果表明：海水中分子量67 kDa的有機(jī)物對(duì)超濾(50 kDa)膜通量的影響較大,分子量30 kDa的有機(jī)物對(duì)于超濾(6 kDa)膜通量影響較小。 6.對(duì)于相同截留分子量超濾膜的直接和分級(jí)過(guò)濾實(shí)驗(yàn),就產(chǎn)水水質(zhì)而言,分級(jí)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)水的UV254略小,粒徑中值較低；隨著超濾膜截留分子量的降低,分級(jí)過(guò)濾和直接過(guò)濾產(chǎn)水的粒徑中值的差值越大。此外,對(duì)于海水有機(jī)物的去除,超濾直接過(guò)濾和分級(jí)過(guò)濾效果的差別不明顯；而對(duì)于海水懸浮顆粒的去除,超濾分級(jí)過(guò)濾效果更優(yōu)。
【學(xué)位單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類(lèi)】：P747
【部分圖文】：

機(jī)物污染實(shí)驗(yàn)，操作條件:膠體有機(jī)物濃度 100mg/L，總離子強(qiáng)度10nM，操作壓力 35bar(CAI)， 1.4bar(CAS)，轉(zhuǎn)速500rpm，溫度22℃。通過(guò)通量的變化如圖1一2所示，在兩種pH值 (4.2和8.2)下，孔徑ZnLrn的超濾膜比通量下降速度都較孔徑10lun的超濾下降速度慢，表明孔徑小的超濾膜耐污染性好些。

在溶液允許范圍內(nèi)，加大離子強(qiáng)度可加重膜污染[，9]。H.susant。[60]等考察多酚類(lèi)有機(jī)溶液不同pH值下對(duì)截留分子量 10kDaPEs(SG一10)和 100kDaPEs(SG一100)超濾膜性能的影響。相對(duì)流量變化見(jiàn)圖1一3，結(jié)果表明，pH低時(shí)相對(duì)通量更大，膜污染更小。低pH使茶多酚60質(zhì)子化程度增加，從而降低了茶多酚60與超濾膜表面的靜電排斥作用。同樣結(jié)果在處理單寧酸有機(jī)溶液時(shí)得到證實(shí)。ExPinasse[0’]等處理乳膠有機(jī)溶液時(shí)發(fā)現(xiàn)，電解質(zhì)的加入會(huì)加重膜污染，且caC12

張慧[6z】等采用聚醚礬 (PES)平板超濾膜處理地表水，考察了腐殖酸和二價(jià)離子 (Ca2+)對(duì)膜污染的協(xié)同作用。 pH7.8、濃度 15mg/L的腐殖酸溶液中，c擴(kuò)十濃度o一 8mmol/L時(shí)相應(yīng)比通量變化如圖1一4所示。當(dāng)c擴(kuò)十濃度從2~ol幾增加到4mmol幾時(shí)，通量隨時(shí)間的下降趨勢(shì)逐漸明顯，膜污染加重;當(dāng)Ca2+濃度為4~。l/L時(shí)，通量銳減之后趨于穩(wěn)定，表明，超濾初期，ca2+與腐殖酸通過(guò)架橋作用形成較大聚合物，吸附在膜孔內(nèi)。造成了不可逆的膜孔窄化，致使膜通量銳減。當(dāng)ca2+濃度從4~ol幾增加到 8mmol幾時(shí)。通量隨時(shí)間的下降趨勢(shì)減緩。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，ca2+濃度為 4mmol/L時(shí)，膜污染最為嚴(yán)重。A.J.Abrahamse[63]等通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂增加進(jìn)水中ca2+或Mg2+濃度，結(jié)果表明，離子濃度與膜的不可逆污染率成線性關(guān)系，且caZ+和Mg2+的效果一致。A.seidel「64j等進(jìn)行河水NOM超濾實(shí)驗(yàn)
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2838195