發(fā)布時間：2020-07-30 22:12

【摘要】：淡水資源已經(jīng)成為制約國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要因素,而傳統(tǒng)的跨流域調(diào)水、節(jié)水措施已經(jīng)不能適應現(xiàn)階段的生產(chǎn)實際和國民發(fā)展需求,隨著科技的發(fā)展海水淡化技術(shù)逐漸成為解決水資源短缺的有效途徑之一。膜法(反滲透法)是一種最主要的海水淡化技術(shù),目前的裝機容量約占61.1%。納濾膜能夠有效地去除海水中的二價鈣、鎂和硫酸根離子,降低海水的硬度,是一種很有前景的海水淡化預處理技術(shù)。在海水淡化過程中,膜面離子濃度升高,結(jié)垢不可避免的產(chǎn)生。結(jié)垢現(xiàn)象會增加膜清洗的頻率、減少膜的使用壽命、提高操作成本,這限制了海水淡化的進一步推廣。隨著膜技術(shù)在海水淡化領(lǐng)域的應用,如何盡可能的降低能耗、減少投資決定了膜法海水淡化技術(shù)的大規(guī)模的推廣。本論文運用適用于高濃度溶液的Pitzer理論求取在高濃度下的活度系數(shù),結(jié)合濃差極化模型對于各操作條件下的結(jié)垢趨勢(用過飽和指數(shù)SI表示)進行了預測；結(jié)合濃差極化模型和通量計算公式以及Pitzer滲透系數(shù)計算公式,通過迭代的方式求得膜末端的通量,并對納濾膜組件末端的結(jié)垢趨勢進行了預測：分別對納濾2支、4支、6支膜組的有機物去除率、截留率、產(chǎn)水流量、能耗、過飽和度指數(shù)進行了研究；探討了兩種提高回收率的方式對納濾系統(tǒng)性能影響；并考察了循環(huán)泵對納濾系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果如下：1、膜面結(jié)垢趨勢預測模型的建立。將海水看作鈉、鉀、鈣、鎂、硫酸根、氯離子六種離子組成的混合溶液,利用Pitzer理論計算了結(jié)垢離子的活度系數(shù),結(jié)合濃差極化及通量模型,構(gòu)建了預測膜面結(jié)垢趨勢的模型。2、納濾膜組數(shù)量探討。在相同操作條件下,不同納濾膜組對有機物和離子的平均去除率、平均產(chǎn)水通量、以及平均能耗均相差較大。2支、4支納濾膜組對有機物的去除率相對較高,大多在90%左右,而6支膜組對有機物的去除率相對較低。2支納濾膜組的各離子截留率高于4支膜組,6支膜組的離子截留率最低；但各膜組對于二價離子的截留率均較高。6支納濾膜組的平均產(chǎn)水通量小于4支膜組,而2支膜組的平均產(chǎn)水通量最大。2支納濾膜組的平均能耗明顯高于4支、6支膜組的平均能耗,6支膜組的平均能耗最小。3、兩種提高回收率方式探討。在總進水量保持不變的條件下,采用了兩種提高回收率的方式(回收率模式1：通過提高壓力的方式提高回收率;回收率模式2：通過提高循環(huán)流量(不使用循環(huán)泵)的方式提高回收率)。在相同回收率下,6支膜組的截留率均高于4支膜組,6支膜組的平均能耗均低于4支膜組。對于回收率模式1,隨著回收率的增大,產(chǎn)水流量逐漸增大；對于回收率模式2,隨著回收率的增大,產(chǎn)水流量逐漸降低�；厥章誓Ｊ�1與回收率模式2相比,在相同回收率下,前者離子截留率均高于者;低回收率下前者的能耗大于后者,高回收率下則相反。4、濃水循環(huán)對膜的性能影響。在不改變進水壓力和補充進水量的條件下,通過循環(huán)泵增加進水流量對有機物截留率和產(chǎn)水流量均沒有明顯影響,但各膜組能耗均低于無循環(huán)泵條件下的能耗。5、末端結(jié)垢趨勢預測。在回收率模式1和回收率模式2條件下,4、6支膜組均隨著回收率的增大,結(jié)垢趨勢逐漸上升,在相同壓力回收率下,4支膜組的結(jié)垢趨勢要大于6支膜組的結(jié)垢趨勢。
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P747

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