超濾技術是近幾十年應用于污水再生回用領域的重要工藝。然而,超濾膜的污染問題一直阻礙著超濾技術的發(fā)展和進一步推廣應用。目前,很少有人進行臭氧-碳納米管(Carbon Nanotube,CNT)膜改性聯(lián)用工藝對有機超濾膜污染進程的影響研究,尤其是聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)這種應用廣泛的膜材質。本課題以實際生活污水二級出水作為研究對象,研究了臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝運行中臨界通量、閾通量以及低通量下膜污染情況,并且對出水水質進行分析,探究了有機污染與生物污染對膜污染進程的影響。臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝臨界通量與膜污染的研究表明,膜的抗污染性能隨CNT負載量的增加而增加,當CNT負載為3 g?m^-2和5 g?m^-2時,兩組實驗膜組件跨膜壓差(Trans-Membrane Pressure,TMP)增長曲線近乎重疊,表明抗污染性能大致相同。高臭氧投量能夠更加緩解出水水質,但會加劇膜污染。綜合考慮低臭氧投量(mgO₃?mgDOC^-1)下負載CNT為3g?m

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 我國水資源現(xiàn)狀及污水再生狀況
        1.1.2 超濾膜工藝特點及應用
    1.2 膜污染的定義、分類及運行中的影響因素
        1.2.1 膜污染的定義及分類
        1.2.2 影響膜污染的因素
    1.3 膜改性技術對膜污染的緩解
        1.3.1 膜改性技術的分類及特點
        1.3.2 常見的碳納米管改性技術
    1.4 膜前預處理對膜污染的緩解作用
        1.4.1 混凝、過濾及吸附
        1.4.2 臭氧預氧化
    1.5 研究內容、意義及技術路線
        1.5.1 研究內容
        1.5.2 研究意義
        1.5.3 技術路線
第2章 實驗材料與分析方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 二級出水
        2.1.2 膜材料
        2.1.3 碳納米管
    2.2 實驗裝置及方法
        2.2.1 連續(xù)流PVDF中空纖維超濾膜過濾裝置
        2.2.2 PVDF片式膜過濾裝置
        2.2.3 臭氧氧化裝置
        2.2.4 膜改性
        2.2.5 臨界通量的測定
        2.2.6 閾通量的測定
    2.3 實驗測試方法及儀器
        2.3.1 溶解性有機碳(DOC)的測定
        2.3.2 紫外吸收值(UV₂₅₄)的測定
        2.3.3 三維熒光光譜(EEM)分析
        2.3.4 共聚焦激光掃描電鏡(CLSM)分析
第3章 臭氧-CNT 膜改性聯(lián)用工藝臨界通量的確定與膜污染研究
    3.1 引言
    3.2 實驗裝置及方法
        3.2.1 連續(xù)流PVDF中空纖維超濾膜過濾裝置
        3.2.2 分析方法
    3.3 臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝臨界通量的確定及污染進程
        3.3.1 CNT負載量對膜純水通量的影響
        3.3.2 臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝對臨界通量的影響
        3.3.3 臨界通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝對膜污染進程的影響
    3.4 臨界通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝出水水質分析
        3.4.1 臨界通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝出水DOC分析
        3.4.2 臨界通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝出水UV₂₅₄分析
        3.4.3 臨界通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝出水EEM分析
    3.5 本章小結
第4章 臭氧-CNT 膜改性聯(lián)用工藝閾通量的確定及膜污染分析
    4.1 引言
    4.2 實驗裝置及方法
        4.2.1 過濾裝置
        4.2.2 分析方法
    4.3 臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝閾通量的確定及污染進程
        4.3.1 臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝閾通量的確定
        4.3.2 閾通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝的污染進程
    4.4 臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝碳平衡實驗
        4.4.1 碳平衡實驗過濾階段
        4.4.2 碳平衡實驗分析
    4.5 本章小結
第5章 臭氧-CNT 膜改性聯(lián)用工藝緩解超濾膜生物污染研究
    5.1 引言
    5.2 實驗裝置及方法
        5.2.1 連續(xù)流PVDF中空纖維超濾膜過濾裝置
        5.2.2 分析方法
    5.3 低通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝生物污染情況
        5.3.1 低通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝污染進程
        5.3.2 低通量下臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝出水水質分析
        5.3.3 CLSM對低通量長期運行下超濾膜的表面觀測
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3806344