本文選題：正滲透 + 膜污染��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：正滲透作為新興的綠色膜分離技術(shù)，不需要外加壓力作為分離驅(qū)動力，而是靠選擇性膜兩側(cè)溶液自身的滲透壓差推動正滲透分離過程，是目前世界膜分離領(lǐng)域研究的熱點之一。與其他所有膜分離技術(shù)一樣，膜污染也是正滲透中一個重要的研究方向。低的膜污染意味著更多的產(chǎn)水，更少的膜清洗，更長的膜壽命，也因此降低了正滲透的運行及投資總成本。但是，與其他的壓力驅(qū)動膜分離技術(shù)相比而言，正滲透的膜污染特性有很大不同。因此，有必要對正滲透的膜污染特性進行研究，以便為以后正滲透的應(yīng)用以及制膜提供參考。 考察了正滲透基本運行規(guī)律，并對基本實驗條件進行了確定。本課題采用的是美國HTI公司提供的商用FO膜，對其提供的兩種膜的結(jié)構(gòu)、表面形貌、水通量及返混行為進行了對比。分別對正滲透運行模式、錯流速度、滲透壓驅(qū)動力等因素對正滲透運行過程中如水通量、返混通量、清洗效率等性能參數(shù)的影響規(guī)律進行了探索。并討論了清洗時間和速度對膜清洗效率的影響。 探討了牛血清蛋白（BSA）、海藻酸鈉（SA）、腐殖酸（HA）、富里酸（FA），和納米二氧化鈦（nano-TiO_2）的正滲透膜污染。FA使膜通量下降幅度最大，膜污染最嚴重，其次是BSA，HA和SA。nano-TiO_2使膜通量下降最少，膜污染最輕，幾乎可以忽略。 考察了鈣離子存在與否時SA、BSA以及HA的污染程度以及有機物的兩兩復(fù)合污染。對于SA來說，由于鈣離子具有架橋作用，因此，鈣離子的加入加劇了膜污染。與SA不同，對于BSA，鈣離子的存在反而對正滲透膜的污染有輕微的減弱。對于HA，與SA相同，，鈣離子的存在也加劇了膜污染。當BSA和SA復(fù)合污染時，通量下降最多，膜污染最嚴重，其次是SA和HA的復(fù)合污染，而當BSA和HA復(fù)合污染時，通量下降最慢，污染最輕。對于復(fù)合污染時原料液的粒度分布來說，隨著污染進行，小尺寸的物質(zhì)含量逐漸降低，大尺寸物質(zhì)的含量逐漸增多，溶液粒度逐漸增大。 通過在含有BSA、SA和HA有機物的原料液中分別加入相同濃度的無機nano-TiO_2，考察了有機-無機復(fù)合污染。加入nano-TiO_2后的復(fù)合污染均使通量下降趨勢有所減緩。當同時存在有機污染物和無機污染物時，加鈣后的通量下降更快，說明鈣離子的加入使膜的復(fù)合污染加劇。
[Abstract]:As a new green membrane separation technology, normal osmosis does not need external pressure as the driving force for separation, but promotes the process of forward osmotic separation by the osmotic pressure difference between the two sides of the selective membrane, which is one of the hot spots in the field of membrane separation in the world. As with all other membrane separation technologies, membrane fouling is also an important research direction in positive osmosis. Low membrane fouling means more water production, less membrane cleaning, and longer membrane life, thus reducing the total operating and investment costs of positive osmosis. However, compared with other pressure-driven membrane separation techniques, the membrane fouling characteristics of positive osmosis are quite different. Therefore, it is necessary to study the membrane fouling characteristics of normal osmotic membrane in order to provide reference for the application of normal osmotic membrane in the future and the preparation of membrane. The basic operating rules of normal osmosis were investigated and the basic experimental conditions were determined. The commercial FO membrane provided by HTI Company was used in this paper. The structure, surface morphology, water flux and backmixing behavior of the two membranes were compared. The effects of normal osmotic operation mode cross-flow velocity and osmotic pressure driving force on the performance parameters such as water flux backmixing flux and cleaning efficiency were explored respectively. The effects of cleaning time and speed on the cleaning efficiency were discussed. The positive osmotic membrane fouling of bovine serum protein (BSA), sodium alginate (SA), humic acid (HA), fulvic acid (FAA), and nano-TiO2 (nano-TiO2) were studied. The results showed that the membrane flux was the largest and the membrane fouling was the most serious, followed by BSAHA and SA.nano-TiO_2, the membrane flux was the least, and the membrane fouling was the least. Almost negligible. The pollution degree of BSA and HA and the compound pollution of organic matter in the presence of Ca ~ (2 +) were investigated. For SA, the addition of Ca ~ (2 +) increases membrane fouling due to the bridging effect of Ca ~ (2 +). Different from SA, for BSA, the presence of Ca ~ (2 +) weakens the fouling of positive osmotic membrane slightly. As with SA, the presence of Ca ~ (2 +) also contributes to membrane fouling. When BSA and SA were mixed polluted, the flux decreased the most, membrane fouling was the most serious, followed by SA and HA compound pollution, while when BSA and HA compound pollution, the flux decreased most slowly and the pollution was the least. As for the particle size distribution of the raw material solution, the content of the small size substance decreases gradually, the large size material content increases, and the solution size increases with the pollution. The organic-inorganic compound pollution was investigated by adding inorganic nano-TiO-2 at the same concentration into the raw material solution containing BSA-SA and HA respectively. After the addition of nano-TiO_2, the decrease trend of flux was slowed down by the compound pollution. When organic pollutants and inorganic pollutants exist at the same time, the flux decreases more quickly after adding calcium, which indicates that the composite fouling of membrane is aggravated by the addition of calcium ion.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU991.2

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本文編號：1847087