超濾膜技術(shù)是近30年來在水處理和污水處理回用領(lǐng)域中發(fā)展起來的一項重要工藝。然而，膜污染問題在很大程度上限制了膜技術(shù)的推廣使用。本論文以水污染控制重點實驗室中試反應(yīng)器二級出水作為研究對象，考察了二級出水有機(jī)物（Effluent Organic Matter，EfOM）的超濾性能及其膜污染機(jī)制，在此基礎(chǔ)上，分別從EfOM在二級出水中的分布形態(tài)、溶液環(huán)境條件、EfOM的親疏水性以及膜材料性質(zhì)等四個方面研究了臭氧（Ozone，O3）預(yù)處理對二級出水再生超濾過程中膜污染的緩解效果和作用機(jī)制。采用掃描電鏡（Scanning Electron Microscope,SEM）、衰減全發(fā)射傅立葉紅外光譜儀（Attenuated Total Reflection FourierTransform Infrared Spectroscopy, ATR-FTIR）、接觸角測定儀對超濾膜表面污染前后的形貌特點進(jìn)行了分析測定。研究內(nèi)容如下： 對EfOM的超濾性能進(jìn)行了研究：100kDa超濾膜對EfOM的DOC去除率為17%，隨著超濾膜截留分子量（Molecular Weight Cutoff，MWCO）的不斷減小...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 膜分離技術(shù)
        1.1.2 膜材料的分類
        1.1.3 水處理領(lǐng)域膜技術(shù)
        1.1.4 膜污染定義及分類
        1.1.5 水處理中超濾膜污染
    1.2 研究進(jìn)展
        1.2.1 EfOM 產(chǎn)生的膜堵塞機(jī)理
        1.2.2 溶液環(huán)境條件(Ca²⁺和 NaCl)對超濾膜污染的影響
        1.2.3 EfOM 親疏水性對超濾膜污染的影響
        1.2.4 膜材料性質(zhì)對超濾膜污染的影響
        1.2.5 傳統(tǒng)預(yù)處理工藝對超濾膜污染的影響
        1.2.6 臭氧預(yù)處理工藝對超濾膜污染的影響
    1.3 研究內(nèi)容、意義和技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
        1.3.3 研究技術(shù)路線
第2章 實驗材料與方法設(shè)計
    2.1 實驗材料
        2.1.1 二級出水
        2.1.2 膜材料
    2.2 實驗裝置與方法
        2.2.1 臭氧氧化裝置及過程
        2.2.2 超濾裝置及過程
    2.3 實驗分析方法及測試儀器
        2.3.1 溶解性有機(jī)碳(DOC)的測定
        2.3.2 紫外吸收值(UV254)
        2.3.3 三維熒光光譜(EEM)分析
        2.3.4 掃描電鏡(SEM)分析
        2.3.5 衰減全發(fā)射傅立葉紅外光譜儀(ATR-FTIR)
        2.3.6 接觸角測定儀(Drop Shape Analyzer)
        2.3.7 凝膠色譜法(GPC)
第3章 二級出水有機(jī)物(EfOM)的超濾性能和膜污染機(jī)制研究
    3.1 引言
    3.2 實驗裝置與方法
        3.2.1 EfOM 和 NOM 中的腐殖酸分離
        3.2.2 超濾裝置與過程
        3.2.3 水質(zhì)分析方法
    3.3 結(jié)果分析與討論
        3.3.1 超濾膜截留分子量對 EfOM 截留效果的影響
        3.3.2 經(jīng)超濾膜截留后 EfOM 分子量分布(MWD)的變化
        3.3.3 經(jīng)超濾膜截留后 EfOM 熒光特性的變化
        3.3.4 EfOM 在超濾過程中的膜污染機(jī)制
    3.4 本章小結(jié)
第4章 EfOM 分布形態(tài)對臭氧氧化緩解超濾膜污染效能的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗裝置與方法
        4.2.1 EfOM 三種分布形態(tài)的劃分方法及過程
        4.2.2 臭氧氧化裝置及過程
        4.2.3 超濾裝置及過程
        4.2.4 分析方法
    4.3 結(jié)果分析與討論
        4.3.1 不同 EfOM 分布形態(tài)在超濾過程中產(chǎn)生的膜污染
        4.3.2 臭氧氧化后三種分布形態(tài) EfOM 的 DOC 和 UV254的變化
        4.3.3 臭氧預(yù)氧化對顆粒態(tài) EfOM 產(chǎn)生的膜污染的緩解作用
        4.3.4 臭氧預(yù)氧化對膠態(tài) EfOM 產(chǎn)生的膜污染的緩解作用
        4.3.5 臭氧預(yù)氧化對溶解態(tài) EfOM 產(chǎn)生的膜污染的緩解作用
        4.3.6 膜表面污染物分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 溶液環(huán)境條件對臭氧氧化緩解超濾膜污染效能的影響
    5.1 引言
    5.2 實驗裝置與方法
        5.2.1 臭氧氧化裝置及過程
        5.2.2 超濾裝置及過程
        5.2.3 CaCl2和 NaCl 的添加過程
        5.2.4 分析方法
    5.3 結(jié)果分析與討論
        5.3.1 Ca²⁺對臭氧氧化緩解顆粒態(tài) EfOM 產(chǎn)生的膜污染的影響
        5.3.2 Ca²⁺對臭氧氧化緩解膠態(tài) EfOM 產(chǎn)生的膜污染的影響
        5.3.3 Ca²⁺對臭氧氧化緩解溶解態(tài) EfOM 產(chǎn)生的膜污染的影響
        5.3.4 離子強(qiáng)度(以 NaCl 計)對臭氧氧化緩解膜污染的影響
        5.3.5 膜表面污染層觀測
    5.4 本章小結(jié)
第6章 EfOM 親/疏水性對臭氧氧化緩解超濾膜污染效能的影響
    6.1 引言
    6.2 實驗裝置與方法
        6.2.1 EfOM 的親/疏水性分離
        6.2.2 臭氧氧化裝置及過程
        6.2.3 超濾裝置及過程
        6.2.4 分析方法
    6.3 結(jié)果分析與討論
        6.3.1 親/疏水性 EfOM 在超濾過程中產(chǎn)生的膜污染
        6.3.2 臭氧預(yù)氧化對親/疏水性 EfOM 產(chǎn)生的膜污染的影響
        6.3.3 臭氧預(yù)氧化對親/疏水性 EfOM 產(chǎn)生的膜污染可逆性的影響
        6.3.4 Ca²⁺和 NaCl 對親水性 EfOM 產(chǎn)生的膜污染的影響
        6.3.5 Ca²⁺和 NaCl 對疏水性 EfOM 產(chǎn)生的膜污染的影響
        6.3.6 膜表面污染層觀測
    6.4 本章小結(jié)
第7章 膜材料性質(zhì)對臭氧氧化緩解超濾膜污染效能的影響
    7.1 引言
    7.2 實驗裝置與方法
        7.2.1 臭氧氧化裝置及過程
        7.2.2 超濾裝置及過程
        7.2.3 分析方法
    7.3 結(jié)果分析與討論
        7.3.1 膜材料親/疏水性對超濾處理二級出水膜污染的影響
        7.3.2 膜截留分子量對超濾處理二級出水膜污染的影響
        7.3.3 膜截留分子量對臭氧氧化緩解膜污染的影響
        7.3.4 膜表面污染層觀測
    7.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3804359