本文選題：超濾膜 + 膜污染��； 參考：《西安建筑科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：本實驗以城市二級出水為主要研究對象,分析了二級出水中所含的有機物和無機金屬元素的主要成分,探討污水中金屬鐵元素與有機物腐殖酸在不同pH條件下共存時的膜污染行為,同時,對實際二級出水的膜污染進行清洗實驗和控制條件研究,為超濾膜技術在水資源再生過程的應用提供理論依據。所得主要結論如下:(1)實驗表明,Fe與腐殖酸共存時,隨著溶液pH的增大,造成膜污染的主導原因由腐殖酸和鐵離子的絡合作用轉變?yōu)闅溲趸F絮體為主的膜污染,再到腐殖酸的排斥力作用為主的膜污染,呈現出先減輕再加重再減輕的趨勢,而且污染后的膜用檸檬酸清洗的效果最好。具體結論如下:①低pH值時,鐵離子的存在能有效改變腐殖酸污染物在膜表面的沉積形式,加大污染物之間空間距離,提高膜過濾通量;原子力顯微鏡結果顯示低pH時,鐵離子的加入降低了污染物和膜之間作用力,進而減小二者的黏附作用,緩解膜通量衰減。②不同pH情況下鐵離子的存在狀態(tài)發(fā)生變化,從離子態(tài)轉化為氫氧化鐵,氫氧化鐵絮體的產生加重了膜污染,然而,在較強堿性環(huán)境中由于腐殖酸本身的羥基和羰基的解離呈負電性,污染物之間相互排斥難以聚合,從而要比中性溶液的過水通量大;微觀原子力測定同樣得到此結論,較強堿性下污染物與膜之間平均粘附力減小,污染物與膜之間作用變弱,通量有所增大。③從四種清洗劑的清洗效果來看,離子態(tài)的鐵與腐殖酸的結合造成的膜污染輕容易清洗掉,使得污染膜的不可逆污染減小;而當pH為5、8時,鐵離子轉化為氫氧化物狀態(tài)及其與腐殖酸的相互作用使得膜污染加重。隨著溶液堿性的不斷增加,導致腐殖酸發(fā)生解離,所產生的排斥作用會阻止氫氧化鐵沉積于膜表面,從而減輕膜污染。原子力形貌圖同樣顯示,不同條件下膜表面粗糙度和污染物形態(tài)隨pH值的不同而發(fā)生變化,其結果與作用力曲線的結果相同。(2)二級出水造成的膜污染是污水中多種污染物相互作用的結果。通過對二級出水進行不同周期的清洗實驗,探討污染物的基本特性和不可逆污染的去除效果。結果表明,周期為5h的清洗實驗中,除檸檬酸外,其他三種清洗劑清洗前后通量衰減變化不明顯,且清洗劑濃度的增大對過濾通量影響不大。而檸檬酸隨著濃度的增大,通量恢復有明顯提高,2%檸檬酸四個周期的清洗恢復率都在90%以上,平均通量恢復率為95%;1h周期的膜污染清洗結果表明,四種清洗劑中檸檬酸清洗后通量恢復率是最高的。(3)超濾膜在污水廠實際運行過程中,反洗流量的調節(jié)對膜污染的控制有重要作用。此外,在合適的跨膜壓差增長情況下進行加藥反洗能有效提高膜組件的跨膜壓差恢復率。在膜處理系統(tǒng)正常運行的情況下,超濾膜處理系統(tǒng)對濁度、磷酸鹽、COD和UV254等二級出水中的污染物去除效果優(yōu)良,經超濾膜處理后的水均能夠達到城市污水再生利用-城市雜用水水質標準(GB18920-2002)。
[Abstract]:The main research object of this experiment is urban two effluent. The main components of organic and inorganic elements in the two grade effluent are analyzed, and the membrane fouling behavior of the metal iron and organic humic acid in the sewage under different pH conditions is discussed. At the same time, the experiment and control of the film pollution of the actual two grade effluent is carried out. The main conclusions are as follows: (1) the main results are as follows: (1) the experimental results show that, when the solution pH increases, the leading cause of membrane fouling is from the complexation of humic acid and iron ion to the membrane fouling of ferric hydroxide floc and then to humus when the Fe and humic acid coexist. The membrane fouling, which is the main effect of the acid repulsive force, presents a tendency to reduce first and then reduce again, and the effect of citric acid cleaning is the best after pollution. The concrete conclusions are as follows: (1) when low pH value, the existence of iron ions can effectively change the deposition form of humic acid pollutants on the surface of the membrane, increase the space distance between pollutants, and improve the membrane The results of the atomic force microscopy show that the addition of iron ions reduces the force between the pollutants and the membrane at low pH, and reduces the adhesion between the two and alleviates the membrane flux attenuation. 2. The existence of iron ions in different pH conditions changes from the ion state to the iron hydroxide, and the formation of the ferric hydroxide floc aggravates the membrane fouling. However, in strong alkaline environment, the dissociation of hydroxyl and carbonyl groups of humic acid itself is negative, and the mutual exclusion between pollutants is difficult to polymerize, and the flux of excess water is larger than that in neutral solution. In the light of the cleaning effect of four kinds of cleaning agents, the membrane pollution caused by the binding of iron and humic acid in the ionic state is easy to be cleaned and the irreversible pollution of the membrane is reduced. When the pH is 5,8, the transformation of iron ions into hydroxides and the interaction with humic acids make the membrane fouling worse. As the solution alkalinity increases, the humic acid is dissociated, which will prevent the iron hydroxide from depositing on the surface of the membrane, thus reducing the membrane fouling. The atomic force morphologies also show that the surface roughness of the membrane and the morphology of the pollutants vary with the pH value under different conditions. (2) the membrane fouling caused by the two grade effluent is the result of the interaction of various pollutants in the sewage. The basic characteristics of the pollutants and the removal effect of the irreversible pollution are discussed through the different cycle cleaning experiments on the two grade effluent. The results show that the cleaning tests of the period of 5h, except for the citric acid, are used for the cleaning of the other three kinds of cleaning agents. The flux attenuation change is not obvious, and the increase of the detergent concentration has little effect on the filtration flux, but the flux recovery of citric acid is obviously improved with the increase of concentration. The recovery rate of 2% citric acid four cycles is above 90% and the average flux recovery rate is 95%; the results of membrane fouling cleaning in 1H cycle show that four kinds of detergent are lemon. The rate of flux recovery is the highest after acid cleaning. (3) during the actual operation process of the ultrafiltration membrane, the regulation of the reverse flux is important for the control of the membrane fouling. In addition, it can effectively improve the recovery rate of the membrane pressure difference in the membrane module under the appropriate growth of the transmembrane pressure difference. The ultrafiltration system has a good effect on the removal of pollutants in the two levels of turbidity, phosphate, COD and UV254. The water after ultrafiltration can reach the standard of urban wastewater reuse - urban water quality standard (GB18920-2002).
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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本文編號：1922234