隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，生產(chǎn)和生活對淡水的需求不斷增加。海水淡化是保障淡水資源的一種重要手段，但由于海水的高硬度，目前海水淡化技術(shù)仍然存在產(chǎn)水回收率低、成本較高的問題，成為制約其發(fā)展的瓶頸之一。納濾膜能夠有效地去除海水中的二價鈣、鎂離子和硫酸根離子，降低海水中的硬度，是一種很有前景的海水淡化預(yù)處理技術(shù)。但是，在高通量下納濾膜面仍面臨無機結(jié)垢和污染的風(fēng)險。因此，開展納濾膜的結(jié)垢趨勢預(yù)測和防垢研究具有十分重要的意義。 本課題選擇一種超低壓和高離子選擇性的納濾膜元件，在5m~3·d^-1的UF-NF-RO集成膜法海水淡化裝置上，分別采用進水端和濃水端切向流速恒定兩種操作方式，考察了濃水循環(huán)、加酸和加阻垢劑對納濾產(chǎn)水回收率和截留性能的影響，進而深入研究了納濾膜面的結(jié)垢趨勢，結(jié)果如下： 1.以Pitzer電解質(zhì)溶液理論預(yù)測高濃度電解質(zhì)溶液中成垢離子的活度系數(shù)，結(jié)合濃差極化模型，建立了一種預(yù)測NF RO集成膜法海水淡化過程中濃水端和膜面處難溶性無機鹽結(jié)垢趨勢的方法。 2.中試規(guī)模的納濾反滲透集成膜法海水淡化工藝中，在直流條件下，納濾... 

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
前言
第一章 文獻綜述
    1.1 膜法海水淡化的技術(shù)發(fā)展與挑戰(zhàn)
        1.1.1 海水淡化的發(fā)展
        1.1.2 海水淡化中的膜污染與清洗
        1.1.3 膜法海水淡化的預(yù)處理
            1.1.3.1 常規(guī)預(yù)處理
            1.1.3.2 膜法預(yù)處理
    1.2 高回收率海水淡化工藝的應(yīng)用研究進展
        1.2.1 高回收率反滲透海水淡化工藝的研究進展
            1.2.1.1 高壓兩段式SWRO淡化工藝
            1.2.1.2 采用超濾作為預(yù)處理的雙膜法工藝
            1.2.1.3 采用納濾軟化的集成膜過程
            1.2.1.4 熱膜耦合海水淡化高回收率工藝
        1.2.2 高回收率SWRO工藝中的無機結(jié)垢影響因素
            1.2.2.1 流體力學(xué)條件的影響
            1.2.2.2 進水物性的影響
            1.2.2.3 膜性能的影響
    1.3 納濾膜無機結(jié)垢的研究進展
    1.4 本論文研究目的與主要內(nèi)容
第二章 試驗流程與檢測方法
    2.1 原海水
    2.2 試驗用膜
    2.3 超濾納濾反滲透耦合工藝流程
    2.4 分析方法
    2.5 碳酸鹽的估算
    2.6 化學(xué)試劑
第三章 基于電解質(zhì)溶液理論的結(jié)垢預(yù)測方法的建立
    3.1 濃差極化模型及計算
    3.2 無機結(jié)垢預(yù)測
    3.3 基于電解質(zhì)溶液理論的結(jié)垢預(yù)測方法的建立
    3.4 本章小結(jié)
第四章 直流條件下NF-RO成垢趨勢的研究
    4.1 集成膜法海水淡化系統(tǒng)的分離性能
        4.1.1 產(chǎn)水回收率隨納濾操作壓力的變化
        4.1.2 產(chǎn)水通量隨納濾操作壓力變化的理論分析
        4.1.3 產(chǎn)水通量隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        4.1.4 測試過程中pH值、總堿度隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        4.1.5 離子截留率隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        4.1.6 離子截留率隨納濾產(chǎn)水回收率變化的理論分析
        4.1.7 有機物截留率隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
    4.2 濃差極化效應(yīng)分析
        4.2.1 主要成垢離子濃差極化因子隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        4.2.2 主要成垢離子表觀和真實截留率隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        4.2.3 主要成垢離子濃縮因子隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
    4.3 納濾和反滲透膜面結(jié)垢趨勢的理論預(yù)測
        4.3.1 S&DSI隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        4.3.2 過飽和度SI隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
    4.4 本章小結(jié)
第五章 循環(huán)條件下納濾－反滲透海水淡化過程結(jié)垢趨勢的研究
    5.1 超濾-納濾-反滲透耦合工藝流程
    5.2 膜分離性能隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        5.2.1 操作壓力，回流比隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        5.2.2 納濾和反滲進水、濃水pH值隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        5.2.3 無機鹽和總硬度的表觀截留率隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        5.2.4 濃縮因子隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        5.2.5 表觀截留率，膜通量和比能耗隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
    5.3 集成工藝中納濾濃差極化分析
        5.3.1 集成工藝中納濾濃差極化分析
        5.3.2 主要成垢離子真實截留率隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
    5.4 集成工藝中結(jié)垢的預(yù)測
        5.4.1 S&DSI指數(shù)
        5.4.2 堿性無機垢CaCO_3的SI指數(shù)
        5.4.3 非堿性無機垢CaSO_4的SI指數(shù)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 低離子選擇性納濾膜耦合工藝中成垢趨勢的研究
    6.1 集成膜法海水淡化系統(tǒng)的分離性能
        6.1.1 操作壓力、進水溫度隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        6.1.2 回流比隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        6.1.3 膜通量隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
        6.1.4 表觀截留率隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
    6.2 比能耗和無機成垢趨勢隨納濾產(chǎn)水回收率的變化
    6.3 本章小結(jié)
第七章 納濾長期運行中膜污染和清洗效率研究
    7.1 化學(xué)清洗過程
    7.2 長期運行中納濾膜對無機物的分離結(jié)果
        7.2.1 納濾膜產(chǎn)水回收率、水通量隨運行時間的變化
        7.2.2 納濾膜對無機離子截留性能隨運行時間的變化
        7.2.3 納濾膜濃水端膜面處無機結(jié)垢趨勢隨運行時間的變化
    7.3 長期運行中納濾膜對有機物的分離結(jié)果
    7.4 納濾膜污染和化學(xué)清洗結(jié)果
    7.5 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論及展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 論文的創(chuàng)新點
    8.3 展望
參考文獻
符號
個人簡歷
博士期間發(fā)表論文情況
感謝基金支持
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]納濾海水軟化的實驗研究[J]. 李曉明,王鐸,柴濤,蘇保衛(wèi),高高堦.  高�；瘜W(xué)工程學(xué)報. 2009(04)
[2]海上油田注水納濾軟化中試研究[J]. 尚言武,成懷剛,王鐸,高學(xué)理,高從堦.  化工進展. 2009(03)
[3]動電法研究聚酰胺類納濾膜界面電現(xiàn)象[J]. 馬準(zhǔn),汪錳,王鐸,蘇保衛(wèi),高從堦.  分析化學(xué). 2008(12)
[4]納濾海水軟化性能及膜污染研究[J]. 李曉明,王鐸,高學(xué)理,高從堦.  水處理技術(shù). 2008(04)
[5]超濾用于海水淡化預(yù)處理的研究進展[J]. 徐佳,蘇保衛(wèi),高忠文,王玉紅,王鐸,高從堦.  膜科學(xué)與技術(shù). 2007(01)
[6]膠州灣海水納濾軟化的研究[J]. 蘇保衛(wèi),王玉紅,李曉明,王鐸,姚野,高從堦.  水處理技術(shù). 2007(02)
[7]反滲透-納濾海水淡化最佳化[J]. 陳益棠,胡昕.  水處理技術(shù). 2006(09)
[8]高回收率反滲透海水淡化工藝[J]. 陳益棠,章宏梓,周倪民.  水處理技術(shù). 2005(06)
[9]高回收率反滲透-納濾海水淡化成本[J]. 陳益棠,陳雷.  水處理技術(shù). 2004(05)
[10]高回收率反滲透海水淡化[J]. 陳益棠,陳波.  水處理技術(shù). 2004(04)

碩士論文
[1]超濾—納濾集成膜法海水軟化工藝的實驗研究[D]. 宋躍飛.中國海洋大學(xué) 2010
[2]納濾膜的荷電性能及對鹽水溶液體系的截留機理研究[D]. 段曉杰.中國海洋大學(xué) 2010



本文編號：3719592