發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 04:35

【摘要】：反滲透(RO)技術(shù)已經(jīng)越來越多的應(yīng)用到純水制備、中水回用、海水淡化以及濃縮工藝當(dāng)中。然而膜污染依舊是限制反滲透技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的一大重要因素。本課題引入寬流道反滲透理念,針對反滲透系統(tǒng)運(yùn)行中經(jīng)常面臨的典型問題:濃差極化、有機(jī)污染和無機(jī)結(jié)垢污染,系統(tǒng)探討了反滲透組件濃水側(cè)流道寬度和濃水隔網(wǎng)定向角度的改變對膜組件抗污染性能的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上以最佳流道寬度和隔網(wǎng)定向角度為主要參數(shù)設(shè)計(jì)寬流道RO組件,與傳統(tǒng)市售RO組件抗污染性能進(jìn)行全面對比分析。流道寬度部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,流道寬度的增加可以有效提升膜的產(chǎn)水通量,同時(shí)減緩膜內(nèi)濃差極化現(xiàn)象;對膜組件抗有機(jī)污染性能分析表明,流道寬度的優(yōu)化可有效減緩膜面污染物的累積效率,當(dāng)流道寬度增加至30 mil時(shí),運(yùn)行180 min后通量衰減率降低了 6.3%,同時(shí)提升對進(jìn)水SDI的耐受限度;抗無機(jī)污染部分的分析表明,流道寬度的增大有效的改善膜內(nèi)無機(jī)污染累積的問題,減緩了通量衰減速率,并提升了低壓沖洗效率,通過沖洗后30 mil通量恢復(fù)率比20 mil膜組件提升了 9.5%;綜合trade-off效應(yīng)與“回收率-脫鹽率”關(guān)系曲線分析,當(dāng)膜組件的進(jìn)水流道寬度達(dá)到30 mil時(shí)具有更優(yōu)越的抗污染性能和分離性能。定向角度部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在流道寬度30 mil不變前提下,隔網(wǎng)定向角度的優(yōu)化有效緩解了濃差極化現(xiàn)象,表現(xiàn)為更低的通量衰減速率;并且有機(jī)污染分析表明,濃水隔網(wǎng)定向角度從0°變成45°時(shí)180 min內(nèi)膜通量衰減速率下降25.5%,一個(gè)低壓沖洗周期內(nèi)的膜運(yùn)行時(shí)間延長了 89.3%,低壓沖洗后膜通量恢復(fù)率提高了12.3%;與流道寬度相比,隔網(wǎng)定向角度對膜內(nèi)無機(jī)結(jié)垢表現(xiàn)出更大的影響效果,定向角度最大的30 mil-45°膜組件運(yùn)行180 min后的通量衰減率比0°定向角度降低14.6%,并在低壓沖洗后表現(xiàn)出更高的通量恢復(fù)率;綜合trade-off效應(yīng)分析后可知45°膜組件在抗污染及分離性能方面更具優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上,選擇30 mil流道寬度和45°隔網(wǎng)定向角度為寬流道反滲透最佳設(shè)計(jì)參數(shù),并與與普通市售的20 mil-40°組件的抗污染性能進(jìn)行進(jìn)一步對比分析,發(fā)現(xiàn)30 mil-45°膜組件在抗?jié)獠顦O化、有機(jī)污染及膜沖洗性能恢復(fù)方面均表現(xiàn)出明顯優(yōu)于普通市售RO組件的性能。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X703;TQ051.893
【圖文】：

少污染物積累，增加傳質(zhì)，降低能量損耗等一系列的目的。目前，改變和優(yōu)化膜逡逑結(jié)構(gòu)，成為提升膜性能的一個(gè)有效手段。邐‘逡逑卷式膜結(jié)構(gòu)（ＳＷＭ）由于占地面積少，堆砌密度高，膜組件更換便捷等優(yōu)逡逑點(diǎn)，成為當(dāng)今社會(huì)應(yīng)用面最廣的膜構(gòu)型。市售的反滲透膜一般均為卷式膜組件，逡逑流道寬度以２０ｍｉｌ的居多。然而作為較傳統(tǒng)的卷式膜構(gòu)型，也存在諸多不足，如逡逑抗污染性能較差，對進(jìn)水水質(zhì)要求高，需要復(fù)雜的膜前預(yù)處理及頻繁的膜清洗以逡逑保證其膜性能。針對這些缺點(diǎn)，碟管式反滲透膜（ＤＴＲＯ）應(yīng)運(yùn)而生，圖１－２為逡逑碟管式反滲透膜組件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，完全不同于卷式反滲透膜結(jié)構(gòu)，碟管式反滲透逡逑將圓形膜片層疊壓實(shí)，進(jìn)水在導(dǎo)流盤的作用下在膜內(nèi)呈Ｓ裝流動(dòng)１４｜１。與卷式反滲逡逑透膜相比，碟管式反滲透膜由于其內(nèi)部特殊的Ｓ行流道，導(dǎo)致膜內(nèi)湍流較強(qiáng)，減逡逑緩了濃差極化現(xiàn)象和污染物的累積：并且膜片與導(dǎo)流盤之間形成的開放式寬流道逡逑結(jié)構(gòu)使碟管式反滲透膜具有更強(qiáng)的抗污染性能，進(jìn)水只需簡單的預(yù)處理；結(jié)構(gòu)的逡逑特殊性致使其能承受更高的操作壓力，從而提升滲透通量。然而其缺點(diǎn)也很明顯，逡逑膜結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致其與卷式結(jié)構(gòu)相比膜堆砌密度降低，有效膜面積減小，增大了逡逑占地面積：并且高昂的膜組件價(jià)格使其泛用性大大降低［４２４５］。逡逑

一技術(shù)路線圖

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本文編號(hào)：2725198