真空膜蒸餾法處理焦化廢水的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-04 11:44
焦化廢水是焦化廠煉焦、煤氣冷卻以及化工產(chǎn)品精制過程所排放的廢水,成分復(fù)雜,有機(jī)物和氨氮濃度高,排放量大、毒性強(qiáng)、難生物降解,是廢水處理行業(yè)的難點(diǎn)。膜蒸餾技術(shù)作為一種新型膜分離技術(shù),具有分離效率高、占地面積小、操作簡單以及投資成本低等優(yōu)點(diǎn),在廢水處理領(lǐng)域正越來越受青睞,已在印染廢水、制藥廢水和石化廢水等處理中表現(xiàn)出了好的應(yīng)用潛力,但有關(guān)焦化廢水的膜蒸餾處理,還未見報(bào)道。因此,本文對焦化廢水的真空膜蒸餾(VMD)處理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)針對模擬焦化廢水,研究了工藝參數(shù)(進(jìn)料溫度、進(jìn)料流量、真空度)和廢水水質(zhì)(pH值、氨氮濃度、有機(jī)物濃度)對焦化廢水VMD性能的影響。結(jié)果表明:(1)工藝參數(shù)中,進(jìn)料溫度和真空度對焦化廢水VMD過程的總膜通量、氨通量、氨去除率、氨傳質(zhì)系數(shù)和氨選擇性系數(shù)等性能指標(biāo)的影響較大,而料液流量則影響相對較小。且在研究范圍內(nèi),升高溫度、增大真空度和增大流量均有利于焦化廢水的VMD處理,但流量增大帶來的收益非常有限。(2)焦化廢水VMD處理適宜的工藝參數(shù)為:料液側(cè)溫度80℃,真空度0.09 MPa,料液流量350 L/h。(3)廢水水質(zhì)對焦化廢水...
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
焦化廠生產(chǎn)工藝及廢水排放流程圖
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5溶解氧、有毒物質(zhì)和營養(yǎng)平衡等方面均有較高要求,很難滿足焦化廠的大規(guī)模處理需求[40];生物膜法具有污泥產(chǎn)量低、出水質(zhì)量好及容積負(fù)荷大等優(yōu)點(diǎn),但形成的生物膜只能自行脫落,其產(chǎn)生的污泥容易滯留在濾料之間,引起水質(zhì)惡化,影響處理效果[41]。因此,在加大生物處理技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)探索新型的處理工藝變得尤為重要。近年來,膜蒸餾作為新興技術(shù)之一,憑借其占地面積孝分離效率高及不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)在廢水處理領(lǐng)域快速發(fā)展[42],關(guān)于膜蒸餾技術(shù)在不同廢水處理中的應(yīng)用研究也越來越多。1.2膜蒸餾技術(shù)簡介膜蒸餾作為膜分離技術(shù)之一,早在20世紀(jì)60年代中期就被提出并開始研究然而,受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制,膜蒸餾的效率低,因此并未受到人們的重視。直到20世紀(jì)80年代初,高分子材料和制膜工藝技術(shù)開始飛速發(fā)展,膜蒸餾技術(shù)顯示出巨大的實(shí)用潛力。近年來,膜蒸餾技術(shù)的傳質(zhì)傳熱機(jī)理及其應(yīng)用研究都取得了巨大的進(jìn)步[43-46]。1.2.1膜蒸餾的原理膜蒸餾(MD)的工作原理為:膜兩側(cè)溶液所產(chǎn)生的蒸氣壓差驅(qū)使熱側(cè)水溶液所產(chǎn)生的水蒸氣透過疏水微孔膜,在膜的冷側(cè)被冷凝收集,從而達(dá)到分離、濃縮和制取純水的目的,這與常規(guī)蒸餾中的蒸發(fā)、傳質(zhì)及冷凝過程十分相似[47]。該過程中同時(shí)發(fā)生著質(zhì)量和熱量的傳遞,具體傳遞過程如圖1.2所示。圖1.2膜蒸餾原理圖Figure1.2Theschematicdiagramofmembranedistillation
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖1.3膜蒸餾的四種不同類型Figure1.3Fourdifferenttypesofmembranedistillation1.2.3膜蒸餾的特點(diǎn)膜蒸餾技術(shù)實(shí)質(zhì)上是傳統(tǒng)蒸餾工藝與膜技術(shù)的結(jié)合,與微濾、超濾和反滲透等其他膜分離技術(shù)相比,其具有以下特點(diǎn)[49-50]:(1)操作條件簡單,占地面積小,投資成本低,可應(yīng)用于技術(shù)力量較薄弱的地區(qū);(2)分離效率高,滲透側(cè)溶液可達(dá)蒸餾水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);(3)廢水回收率高,能夠處理極高濃度的廢水溶液,解決了反滲透溶液產(chǎn)生大量濃水的問題;(4)耗能低,在常溫常壓下即可進(jìn)行,且可以利用太陽能、地?zé)、工廠的余熱和溫?zé)岬墓I(yè)廢水等廉價(jià)能源。1.2.4膜蒸餾法廢水處理研究進(jìn)展膜蒸餾發(fā)展初期,常被運(yùn)用于海水脫鹽、超純水制備、藥物濃縮以及共沸化合物分離等領(lǐng)域,并獲得了較好的效果[47]。近些年來,隨著技術(shù)的發(fā)展以及廢水處理要求的提高,膜蒸餾在廢水處理中的應(yīng)用逐漸受到眾多研究者的關(guān)注,并在幾類廢水中展開了研究。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及治理趨勢[J]. 鄭國華. 煤炭加工與綜合利用. 2019(12)
[2]高級氧化法污水處理技術(shù)綜述[J]. 宋怡明,徐少偉,宋昊,錢范娜,朱燁雯. 山東化工. 2019(24)
[3]膜蒸餾在廢水處理中的研究進(jìn)展[J]. 龐二喜,孫國富,王衛(wèi)東,徐靜莉. 山東化工. 2019(23)
[4]焦化行業(yè)水污染防治現(xiàn)狀及優(yōu)化措施[J]. 劉國華. 山西化工. 2019(04)
[5]微電解-芬頓法預(yù)處理廢水技術(shù)在邯鋼焦化廠的應(yīng)用實(shí)踐[J]. 楊帆,劉歡,張東波,邵有輝. 山西化工. 2019(03)
[6]Performance and fouling mechanism of direct contact membrane distillation(DCMD) treating fermentation wastewater with high organic concentrations[J]. Yan Wu,Yun Kang,Liqiu Zhang,Dan Qu,Xiang Cheng,Li Feng. Journal of Environmental Sciences. 2018(03)
[7]焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J]. 陳昌海. 污染防治技術(shù). 2017(01)
[8]AAO與OAO工藝處理焦化廢水的對比研究[J]. 湯清泉,魏宏斌,陳良才. 工業(yè)用水與廢水. 2016(03)
[9]微波預(yù)處理焦化廢水有機(jī)組分的GC-MS分析[J]. 孫敬,蔡昌鳳,羅飛翔,丁庠生. 工業(yè)水處理. 2015(09)
[10]膜蒸餾過程的膜污染防控研究[J]. 張新妙,楊永強(qiáng),王玉杰. 現(xiàn)代化工. 2015(09)
博士論文
[1]膜蒸餾工藝處理高濃度氨氮廢水的研究[D]. 劉乾亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]膜蒸餾處理燃煤電廠脫硫廢水的工藝研究[D]. 陳雨王飛.安徽理工大學(xué) 2019
[2]分段進(jìn)水多級A/O工藝處理焦化廢水效能與微生物群落研究[D]. 孫斌.北京交通大學(xué) 2018
[3]氣隙式膜蒸餾處理模擬低放廢液的研究[D]. 張瑋鈺.南華大學(xué) 2017
[4]基于PTFE平板膜的膜蒸餾技術(shù)處理垃圾滲濾液的研究[D]. 丁閂保.浙江理工大學(xué) 2015
本文編號:3264728
【文章來源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
焦化廠生產(chǎn)工藝及廢水排放流程圖
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文5溶解氧、有毒物質(zhì)和營養(yǎng)平衡等方面均有較高要求,很難滿足焦化廠的大規(guī)模處理需求[40];生物膜法具有污泥產(chǎn)量低、出水質(zhì)量好及容積負(fù)荷大等優(yōu)點(diǎn),但形成的生物膜只能自行脫落,其產(chǎn)生的污泥容易滯留在濾料之間,引起水質(zhì)惡化,影響處理效果[41]。因此,在加大生物處理技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)探索新型的處理工藝變得尤為重要。近年來,膜蒸餾作為新興技術(shù)之一,憑借其占地面積孝分離效率高及不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)在廢水處理領(lǐng)域快速發(fā)展[42],關(guān)于膜蒸餾技術(shù)在不同廢水處理中的應(yīng)用研究也越來越多。1.2膜蒸餾技術(shù)簡介膜蒸餾作為膜分離技術(shù)之一,早在20世紀(jì)60年代中期就被提出并開始研究然而,受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件的限制,膜蒸餾的效率低,因此并未受到人們的重視。直到20世紀(jì)80年代初,高分子材料和制膜工藝技術(shù)開始飛速發(fā)展,膜蒸餾技術(shù)顯示出巨大的實(shí)用潛力。近年來,膜蒸餾技術(shù)的傳質(zhì)傳熱機(jī)理及其應(yīng)用研究都取得了巨大的進(jìn)步[43-46]。1.2.1膜蒸餾的原理膜蒸餾(MD)的工作原理為:膜兩側(cè)溶液所產(chǎn)生的蒸氣壓差驅(qū)使熱側(cè)水溶液所產(chǎn)生的水蒸氣透過疏水微孔膜,在膜的冷側(cè)被冷凝收集,從而達(dá)到分離、濃縮和制取純水的目的,這與常規(guī)蒸餾中的蒸發(fā)、傳質(zhì)及冷凝過程十分相似[47]。該過程中同時(shí)發(fā)生著質(zhì)量和熱量的傳遞,具體傳遞過程如圖1.2所示。圖1.2膜蒸餾原理圖Figure1.2Theschematicdiagramofmembranedistillation
江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖1.3膜蒸餾的四種不同類型Figure1.3Fourdifferenttypesofmembranedistillation1.2.3膜蒸餾的特點(diǎn)膜蒸餾技術(shù)實(shí)質(zhì)上是傳統(tǒng)蒸餾工藝與膜技術(shù)的結(jié)合,與微濾、超濾和反滲透等其他膜分離技術(shù)相比,其具有以下特點(diǎn)[49-50]:(1)操作條件簡單,占地面積小,投資成本低,可應(yīng)用于技術(shù)力量較薄弱的地區(qū);(2)分離效率高,滲透側(cè)溶液可達(dá)蒸餾水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);(3)廢水回收率高,能夠處理極高濃度的廢水溶液,解決了反滲透溶液產(chǎn)生大量濃水的問題;(4)耗能低,在常溫常壓下即可進(jìn)行,且可以利用太陽能、地?zé)、工廠的余熱和溫?zé)岬墓I(yè)廢水等廉價(jià)能源。1.2.4膜蒸餾法廢水處理研究進(jìn)展膜蒸餾發(fā)展初期,常被運(yùn)用于海水脫鹽、超純水制備、藥物濃縮以及共沸化合物分離等領(lǐng)域,并獲得了較好的效果[47]。近些年來,隨著技術(shù)的發(fā)展以及廢水處理要求的提高,膜蒸餾在廢水處理中的應(yīng)用逐漸受到眾多研究者的關(guān)注,并在幾類廢水中展開了研究。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及治理趨勢[J]. 鄭國華. 煤炭加工與綜合利用. 2019(12)
[2]高級氧化法污水處理技術(shù)綜述[J]. 宋怡明,徐少偉,宋昊,錢范娜,朱燁雯. 山東化工. 2019(24)
[3]膜蒸餾在廢水處理中的研究進(jìn)展[J]. 龐二喜,孫國富,王衛(wèi)東,徐靜莉. 山東化工. 2019(23)
[4]焦化行業(yè)水污染防治現(xiàn)狀及優(yōu)化措施[J]. 劉國華. 山西化工. 2019(04)
[5]微電解-芬頓法預(yù)處理廢水技術(shù)在邯鋼焦化廠的應(yīng)用實(shí)踐[J]. 楊帆,劉歡,張東波,邵有輝. 山西化工. 2019(03)
[6]Performance and fouling mechanism of direct contact membrane distillation(DCMD) treating fermentation wastewater with high organic concentrations[J]. Yan Wu,Yun Kang,Liqiu Zhang,Dan Qu,Xiang Cheng,Li Feng. Journal of Environmental Sciences. 2018(03)
[7]焦化廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀及研究進(jìn)展[J]. 陳昌海. 污染防治技術(shù). 2017(01)
[8]AAO與OAO工藝處理焦化廢水的對比研究[J]. 湯清泉,魏宏斌,陳良才. 工業(yè)用水與廢水. 2016(03)
[9]微波預(yù)處理焦化廢水有機(jī)組分的GC-MS分析[J]. 孫敬,蔡昌鳳,羅飛翔,丁庠生. 工業(yè)水處理. 2015(09)
[10]膜蒸餾過程的膜污染防控研究[J]. 張新妙,楊永強(qiáng),王玉杰. 現(xiàn)代化工. 2015(09)
博士論文
[1]膜蒸餾工藝處理高濃度氨氮廢水的研究[D]. 劉乾亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
碩士論文
[1]膜蒸餾處理燃煤電廠脫硫廢水的工藝研究[D]. 陳雨王飛.安徽理工大學(xué) 2019
[2]分段進(jìn)水多級A/O工藝處理焦化廢水效能與微生物群落研究[D]. 孫斌.北京交通大學(xué) 2018
[3]氣隙式膜蒸餾處理模擬低放廢液的研究[D]. 張瑋鈺.南華大學(xué) 2017
[4]基于PTFE平板膜的膜蒸餾技術(shù)處理垃圾滲濾液的研究[D]. 丁閂保.浙江理工大學(xué) 2015
本文編號:3264728
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