本文選題：納濾膜 + 優(yōu)化設(shè)計(jì)　； 參考：《浙江大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：當(dāng)前,在水源地微污染普遍存在的生態(tài)環(huán)境條件下,如何通過采用先進(jìn)的深度處理技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)水凈化工藝進(jìn)行升級(jí)改造,成為保障飲用水安全的重要內(nèi)容。納濾膜是近10年快速發(fā)展飲用水深度處理新技術(shù),該技術(shù)不僅能夠有效去除水體中多種有機(jī)物、適度去除無機(jī)離子,還可保持產(chǎn)水pH值中性,能在更廣泛的水源條件下保障飲水安全。論文以飲用水納濾過程中膜系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、組合工藝及工程示范為核心研究內(nèi)容。針對(duì)現(xiàn)有商品化納濾膜,在特性分析與應(yīng)用調(diào)研基礎(chǔ)上,參照與類比超濾和反滲透膜的分離性能變化規(guī)律和膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,首次提出基于水處理應(yīng)用領(lǐng)域的納濾系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型；采用工程設(shè)計(jì)與模式驗(yàn)證結(jié)合法、理論模型推導(dǎo)、計(jì)算機(jī)軟件模擬的研究方法,給出納濾系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要約束指標(biāo)及優(yōu)化排列方式,提出與納濾膜特性相關(guān)的多元化設(shè)計(jì)排列模式。同時(shí)針對(duì)錢塘江水源特性,開展以納濾為關(guān)鍵技術(shù)的深度凈化工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究,首次開發(fā)了滿足錢塘江潮汐水源特性的高回收率的超濾+納濾+反滲透的三膜集成深度凈化技術(shù),并通過實(shí)際工程長期示范,為同類水源的納濾深度凈化提供了豐富全面的理論依據(jù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。研究主要取得如下進(jìn)展：1.從數(shù)學(xué)規(guī)劃的角度提出基于水處理應(yīng)用領(lǐng)域的納濾系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型,結(jié)合納濾系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)對(duì)模型進(jìn)行分析簡化處理為可求解的經(jīng)典模式。最終確立了以目標(biāo)截留率和最高回收率為目標(biāo)的優(yōu)化模型的各限值約束指標(biāo),并給出短流程膜排列的變量結(jié)果,指出了不同系統(tǒng)約束條件下優(yōu)化排列模式變量的差異性,為納濾膜工程化設(shè)計(jì)與規(guī)模化應(yīng)用提供了理論依據(jù)。2.通過試驗(yàn)測試與理論推導(dǎo)結(jié)合的方法,首次測算了納濾膜表面的鹽濃差極化程度,并明確給出滿足系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)的量化限值為1.2；建立了濃差極化指標(biāo)、膜面最低流速與截留率、回收率之間的關(guān)聯(lián),確立了納濾系統(tǒng)極限回收率的測算方法,為納濾系統(tǒng)膜污染的預(yù)防提供了理論依據(jù)。3.給出了以溶解擴(kuò)散機(jī)理為系統(tǒng)約束條件的納濾膜飲用水處理設(shè)計(jì)優(yōu)化短流程排列模式。對(duì)于規(guī)�；は到y(tǒng)設(shè)計(jì),納濾所需流程可以較反滲透縮短：當(dāng)目標(biāo)回收率大于80%時(shí),納濾系統(tǒng)可采用二段式設(shè)計(jì)而非反滲透系統(tǒng)要求的三段式設(shè)計(jì)模式,二段式設(shè)計(jì)減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和長流程造成的壓力損失,這對(duì)納濾膜系統(tǒng)的合理化排列設(shè)計(jì)提供了重要參考與依據(jù)。4.開展了錢塘江水源納濾膜處理特性和優(yōu)化工藝的中試研究。通過對(duì)兩種預(yù)處理工藝產(chǎn)水指標(biāo)的長期跟蹤對(duì)比,選擇UF+NF為自來水源的主要凈化工藝；通過試驗(yàn)研究,確定了納濾膜運(yùn)行臨界通量,并研究了納濾膜的錢塘江水源無機(jī)鹽、有機(jī)物和pH等水質(zhì)指標(biāo)變化的特性規(guī)律。5.開展了錢塘江水源以納濾膜為關(guān)鍵技術(shù)的示范工程研究,對(duì)各水文站采集水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析,研究了錢塘江潮汐水源特性,結(jié)合前期成果設(shè)計(jì)建設(shè)了一套500 m3/d的“超濾+納濾+反滲透”三膜集成飲用水深度處理示范裝置,水回收率達(dá)到90%以上,并進(jìn)行長達(dá)二年的調(diào)試、運(yùn)行與數(shù)據(jù)分析,從運(yùn)行穩(wěn)定性、水質(zhì)保障性、經(jīng)濟(jì)可行性等方面論證了三膜集成工藝對(duì)飲水安全保障的可靠性。
[Abstract]:At present , under the condition of ecological environment , which is ubiquitous in the micro - pollution of water source , how to upgrade the traditional water purification process by adopting advanced advanced treatment technology is an important content to guarantee the safety of drinking water . The technology not only can effectively remove various organic substances in water body , remove inorganic ions moderately , but also keep the pH value of the water to be neutral , and can guarantee the safety of drinking water under the condition of more extensive water source .
In this paper , based on the research of engineering design and model validation , theoretical model derivation and computer software simulation , this paper presents a method for optimizing design of nanofiltration system based on the characteristics of mathematical programming .
Based on the correlation between the minimum flow rate of membrane surface and the interception rate and the recovery rate , the paper establishes a method for calculating the limit recovery rate of nanofiltration system , and provides a theoretical basis for the prevention of membrane fouling in nanofiltration system .
The critical flux of nanofiltration membrane was determined by experiment . The characteristics of inorganic salt , organic matter and pH value in Qiantang River water source were studied . The characteristics of the tide water source in Qiantang River were studied . The water recovery rate was over 90 % . The reliability of three - membrane integrated technology on safety of drinking water was demonstrated from the aspects of running stability , water quality assurance and economic feasibility .

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ028.8;R123

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本文編號(hào)：1752010