【摘要】：水溶性聚合物強化超濾工藝(PEUF)是一種將高分子捕集技術(shù)和超濾膜分離技術(shù)結(jié)合的高效處理含重金屬污染水的新技術(shù)。本論文采用PEUF工藝對含鎘模擬污染原水進行處理。以聚丙烯酸鈉(PAANA)、殼聚糖(CTS)、聚乙烯醇(PVA)作為絡(luò)合劑,對比考察三者在各控制因素下對模擬污染原水中鎘離子的處理效果和對超濾膜的污染程度,篩選最佳絡(luò)合物。并在揭示Cd~(2+)與聚合物絡(luò)合反應(yīng)機理的基礎(chǔ)上以最佳絡(luò)合物進行實驗參數(shù)的優(yōu)化實驗,研究pH、裝載比P/M、共存陽離子、競爭絡(luò)合劑、Cd~(2+)初始濃度等控制因素對其截留率和膜污染程度的影響,確定最佳工藝條件,并考察適宜本工藝的清洗方法。最后對最佳聚合物進行酸解回收,并對其循環(huán)利用效能進行評價,得出以下實驗結(jié)論。1.水溶性聚合物篩選。對Cd~(2+)的處理能力從強到弱排序為PAANACTSPVA;PAANA在低P/M時對Cd~(2+)的截留率較高;三種絡(luò)合劑均不適用于酸性環(huán)境下應(yīng)用于此工藝;離子強度對PAANA-Cd~(2+)體系引起影響最小;最優(yōu)聚合物為PAANA。2.各控制因素對PEUF工藝對Cd~(2+)的去除率影響及反應(yīng)機理。PAANA與Cd~(2+)的絡(luò)合反應(yīng)規(guī)律用擬一級速率方程模型可以良好擬合,其對Cd~(2+)的絡(luò)合容量為0.033g Cd/g PAANA;隨P/M、pH的增大以及共存陽離子、競爭絡(luò)合劑HA濃度的減小,對Cd~(2+)的去除率增大;P/M較高時,截留率受pH下降的不利影響較小;共存陽離子影響截留率下降程度從強到弱分別為Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+;競爭絡(luò)合劑HA的存在造成Cd~(2+)截留率降低;Cd~(2+)初始濃度增加會導(dǎo)致其去除率的降低;中性條件下,PAANA處理Cd~(2+)的適宜裝載比為P/M=10,最佳pH為7.0。3.各控制因素對PEUF工藝引起的膜污染影響及膜清洗。隨P/M增大膜污染程度增大,以可逆污染為主;酸性條件下膜污染嚴重,其中不可逆污染所占百分比較大;共存陽離子引起膜污染程度從強到弱排序為Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+,以可逆污染為主;競爭絡(luò)合劑HA的存在加重膜污染,引起不可逆污染占比增加;用2%的NaOH堿洗和3ppm的NaClO洗為較好膜清洗方案,酸洗不適用于本工藝的膜清洗。4.聚合物回收與回用效果研究。在pH=2.5的條件下,一級速率模型能有效描述Cd~(2+)與PAANA的解離動力學(xué)行為;隨著體積稀釋因子(VDF)增加,PAANA回收率減小,Cd~(2+)的回收率增大;VDF=2為最佳取值,PAANA的實際回收率達到98.5%;通過酸解再生的聚合物循環(huán)利用效果良好,最佳條件下處理Cd~(2+)的截留率較新鮮聚合物僅下降1.2%。
【圖文】：

有研究學(xué)者[52]利用丙烯酸-馬來酸共聚物作為絡(luò)廢水，，并研究了裝載比（P/M）、pH、共存陽離子濃度等控果和膜污染的影響，結(jié)果表明在一定 pH 條件下的鎘離子截加，在適當(dāng) pH 和裝載比條件下時，鎘離子的截留率可達 99采用聚丙烯酸鈉作為絡(luò)合劑，將其應(yīng)用于 PEUF 技術(shù)處理對絡(luò)合劑聚丙烯酸鈉應(yīng)用于 PEUF 工藝水處理領(lǐng)域提供了用 PAANA 為絡(luò)合劑去除原水中超標(biāo)的銻，得出結(jié)論為在 p，銻的截留率達到 96%。性聚電解質(zhì)強化超濾工藝的原理年來，膜分離技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的日趨成熟，其中超濾膜技術(shù)優(yōu)點成為水處理領(lǐng)域的研究熱點，超濾分離通常為“機械膜孔徑往往大于金屬離子半徑尺寸，故單純的超濾技術(shù)并離子的處理。本課題主要研究的水溶性聚合物強化超濾技與高分子捕集技術(shù)的結(jié)合。PEUF 工藝原理如圖 1-1 所示。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文燒杯質(zhì)量，計數(shù)系統(tǒng)每隔 5s 采集對應(yīng)的電子天平的實時的數(shù)據(jù)，計算各計數(shù)單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)差，根據(jù)此繪制隨過濾體積的變化曲線。系統(tǒng)示意圖及實圖分別如 2-1、2-2 所示：
【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】：2018
【分類號】：TU991.2

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 石效卷;李璐;張濤;;水十條 水實條——對《水污染防治行動計劃》的解讀[J];環(huán)境保護科學(xué);2015年03期

2 常海慶;梁恒;賈瑞寶;瞿芳術(shù);高偉;余華榮;紀洪杰;李圭白;;水動力條件對MBR中超濾膜不可逆污染的影響[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年12期

3 朱飛;李彥旭;許振成;趙學(xué)敏;杜青平;魏東洋;;龍江河水體與沉積物鎘污染特征與潛在生態(tài)風(fēng)險評價[J];環(huán)境污染與防治;2013年11期

4 劉建博;潘登;江安娜;黃曉亮;應(yīng)雪萍;;鎘暴露對文蛤雄性生殖細胞的影響[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2013年07期

5 馬新雷;宋瑩;李雪梅;何濤;;聚醚砜中空纖維超濾膜的化學(xué)清洗[J];南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年01期

6 孫維鋒;肖迪;;水體重金屬污染現(xiàn)狀及治理技術(shù)[J];能源與節(jié)能;2012年02期

7 汪成運;包立超;;水溶性聚合物絡(luò)合超濾技術(shù)處理重金屬廢水進展[J];工業(yè)水處理;2011年12期

8 邱運仁;郜國英;劉敏;;絡(luò)合-超濾技術(shù)處理含鎘廢水[J];中國有色金屬學(xué)報;2011年08期

9 王宗海;馬偉;;絡(luò)合-超濾技術(shù)處理含鎳廢水[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年06期

10 黃瑾輝;曾光明;張振;方瑤瑤;;膠團強化超濾中SDS膠團對Cd~(2+),Zn~(2+)和Pb~(2+)的競爭吸附[J];膜科學(xué)與技術(shù);2008年04期

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1 錢驍;劉瑞志;李捷;雷坤;富國;朱麗娜;;水體鎘污染成因、應(yīng)急處置及潛在風(fēng)險評估[A];2012中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（第四卷）[C];2012年

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1 許飄;白腐真菌對重金屬的吸附富集特性及其重金屬耐受性和抗性機制研究[D];湖南大學(xué);2016年

2 瞿芳術(shù);超濾處理高藻水過程中膜污染特性及控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

3 方瑤瑤;陰離子表面活性劑膠團強化超濾去除鎘離子的應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2009年

4 曾堅賢;絡(luò)合—超濾耦合新技術(shù)及過程模擬研究[D];中南大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 郭遠慶;過濾預(yù)處理對超濾膜污染控制的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 孟倩;三種典型污染物對超濾膜的污染研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

3 錢伶t$;原水水質(zhì)變化對超濾膜分離性能影響研究[D];重慶交通大學(xué);2012年

本文編號：2685044