煤化工行業(yè)基于煤炭儲備豐富、生產(chǎn)清潔能源及能源需求增長的背景下,近年來發(fā)展迅猛。但該行業(yè)具有高污染和高耗水的特點(diǎn),且多分布于環(huán)境容量差的地區(qū)。為了緩解環(huán)境保護(hù)和行業(yè)發(fā)展之間的矛盾,國家環(huán)保部對煤化工廢水處理提出近零排放的嚴(yán)格要求。煤化工濃鹽水來自于煤化工廢水處理末端的反滲透濃水,由于具有水質(zhì)復(fù)雜、污染物濃度高及處理難度大的特點(diǎn)成為煤化工廢水處理近零排放的瓶頸。本文針對煤化工濃鹽水無機(jī)鹽資源化及該過程中出現(xiàn)膜污染現(xiàn)象,探究了煤化工濃鹽水的納濾分離效能、溶質(zhì)截留機(jī)理及膜污染機(jī)理。最后應(yīng)用碟管式納濾膜進(jìn)行煤化工濃鹽水熱膜耦合工業(yè)鹽分離及資源化技術(shù)中試試驗(yàn),探究了碟管式納濾膜對煤化工濃鹽水的分離效能,其次分析工業(yè)鹽質(zhì)量、環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益及運(yùn)行投資費(fèi)用,為應(yīng)用納濾實(shí)現(xiàn)煤化工濃鹽水資源化提供了理論依據(jù)和應(yīng)用參考。本文通過考察煤化工濃鹽水的納濾分離效能隨溶液組分、濃度、p H值及運(yùn)行壓力的變化,探討了單價(jià)鹽、多價(jià)鹽和有機(jī)物的截留機(jī)理及影響因素。當(dāng)運(yùn)行壓力為1.5 MPa時(shí),NF270型號納濾膜對煤化工濃鹽水中硫酸根和COD的截留率分別為90.52%和74.64%,分別低于鹽混合液的3.1%和12.75%...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景
        1.1.1 煤化工行業(yè)在我國能源戰(zhàn)略地位的分析
        1.1.2 煤化工行業(yè)廢水處理的瓶頸
        1.1.3 煤化工濃鹽水資源化的行業(yè)意義
        1.1.4 煤化工濃鹽水來源及水質(zhì)特性
    1.2 煤化工濃鹽水膜處理技術(shù)研究進(jìn)展
        1.2.1 超濾膜處理技術(shù)
        1.2.2 反滲透技術(shù)
        1.2.3 電滲析分離及濃縮技術(shù)
        1.2.4 其他膜處理技術(shù)
        1.2.5 膜技術(shù)處理煤化工濃鹽水難點(diǎn)分析
    1.3 納濾膜分離技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 納濾膜分離技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 納濾膜形態(tài)及材料
        1.3.3 納濾膜結(jié)構(gòu)
    1.4 納濾的截留機(jī)理及傳質(zhì)模型
        1.4.1 不可逆熱力學(xué)模型
        1.4.2 細(xì)孔模型
        1.4.3 電荷模型
        1.4.4 道南空間位阻模型
        1.4.5 道南空間位阻與介電排斥模型
    1.5 納濾膜污染機(jī)理及控制研究
        1.5.1 納濾膜污染類型
        1.5.2 納濾膜污染清洗控制
        1.5.3 納濾膜污染監(jiān)測方法
    1.6 課題來源及研究的目的和意義
        1.6.1 課題的來源
        1.6.2 課題研究的目的及意義
    1.7 課題主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 水質(zhì)檢測項(xiàng)目與方法
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.2.1 納濾膜性能測試
        2.2.2 煤化工濃鹽水納濾分離小試試驗(yàn)
        2.2.3 DSPM&DE模型預(yù)測有機(jī)物截留率試驗(yàn)
        2.2.4 膜污染清洗試驗(yàn)
        2.2.5 煤化工濃鹽水熱膜耦合工業(yè)鹽分離及資源化中試研究
    2.3 分析及表征方法
        2.3.1 常規(guī)分析方法
        2.3.2 三維熒光光譜分析
        2.3.3 原子力顯微鏡分析
        2.3.4 掃描電子顯微鏡及能譜分析
        2.3.5 全反射傅里葉變換紅外光譜分析
第3章 納濾膜煤化工濃鹽水分離效能研究
    3.1 引言
    3.2 鹽混合液的納濾分離效能
        3.2.1 運(yùn)行壓力對離子截留率影響
        3.2.2 溶液濃度及組分對離子截留率影響
        3.2.3 納濾對有機(jī)物截留效能
        3.2.4 有機(jī)物濃度對離子截留效能的影響
    3.3 納濾對煤化工濃鹽水分離影響分析
        3.3.1 運(yùn)行壓力對膜通量的影響
        3.3.2 有機(jī)物截留率隨運(yùn)行壓力變化
        3.3.3 運(yùn)行壓力對離子截留率的影響分析
        3.3.4 pH值對離子分離效能影響
        3.3.5 有機(jī)物截留率隨pH值變化分析
        3.3.6 重金屬的截留效能分析
    3.4 煤化工濃鹽水納濾分離機(jī)理
    3.5 本章小結(jié)
第4章 煤化工濃鹽水有機(jī)物納濾截留機(jī)理及模型應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 納濾分離TRCS效能研究
        4.2.1 納濾分離電中性TRCs效能
        4.2.2 納濾對正電性TRCs分離效能
        4.2.3 三維熒光光譜分析(3D-EEM)
    4.3 DSPM&DE模型建立及預(yù)測
        4.3.1 DSPM&DE模型建立
        4.3.2 DSPM&DE模型參數(shù)計(jì)算
        4.3.3 電中性TRCs截留率預(yù)測
        4.3.4 正電性TRCs截留率預(yù)測
        4.3.5 煤化工濃鹽水TRCs的截留機(jī)理分析
    4.4 DSPM&DE模型優(yōu)化
        4.4.1 DSPM&DE模型優(yōu)化
        4.4.2 優(yōu)化DSPM&DE模型預(yù)測及驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 煤化工濃鹽水納濾膜污染機(jī)理及控制研究
    5.1 引言
    5.2 納濾膜污染隨時(shí)間變化
        5.2.1 膜通量衰減特征
        5.2.2 溶質(zhì)截留率隨運(yùn)行時(shí)間變化
        5.2.3 膜污染對NF270截留效能影響
    5.3 膜復(fù)合污染影響分析
        5.3.1 硅濃度對膜污染及截留效能影響
        5.3.2 有機(jī)物濃度對膜污染及截留效能影響
        5.3.3 膜污染及溶質(zhì)截留率隨pH值變化
    5.4 納濾膜污染表征及分析
        5.4.1 原子力顯微鏡表征(AFM)
        5.4.2 掃描電鏡及X射線能譜表征(SEM-EDS)
        5.4.3 傅里葉紅外變換光譜分析(ATR-FTIR)
        5.4.4 煤化工濃鹽水納濾膜污染機(jī)理
    5.5 膜污染清洗效能分析
        5.5.1 膜污染清洗效能分析
        5.5.2 膜污染清洗液成分分析
        5.5.3 化學(xué)清洗后納濾膜表面形態(tài)
        5.5.4 低氮雜環(huán)濃鹽水納濾膜污染
    5.6 本章小結(jié)
第6章 煤化工濃鹽水工業(yè)鹽分離及資源化中試研究
    6.1 引言
    6.2 煤化工濃鹽水熱膜耦合工業(yè)鹽分離及資源化技術(shù)
    6.3 鈍化絡(luò)合預(yù)處理技術(shù)
    6.4 碟管式納濾膜分離技術(shù)
        6.4.1 碟管式納濾分離離子效能
        6.4.2 碟管式納濾截留有機(jī)物效能
        6.4.3 納濾回收率對截留率影響
    6.5 臭氧催化氧化有機(jī)物去除效能
    6.6 蒸發(fā)結(jié)晶制備工業(yè)鹽
    6.7 環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及成本分析
        6.7.1 環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益分析
        6.7.2 投資及運(yùn)行費(fèi)用分析
    6.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡歷



本文編號：3779593