微滤—反渗透双膜法深度处理造纸废水的试验研究

摘要

目前造纸废水经二级生化处理后，出水仍难以满足工作用水的相关要求，需要对其进行深度处理。在二级处理后的深度处理技术中，膜分离法具有占地面积小、操作运行简单、维护方便、处理效率高、无污泥产生等优点。膜分离法中，微滤能截留水中大分子物质和悬浮物，反渗透可同时去除溶解性无机盐和难以降解的溶解性有机物。
　　根据造纸废水生化出水水质特征，以及微滤和反渗透技术分离特点，本文采用“微滤-反渗透”双膜法深度处理造纸废水生化出水，以单因素试验和正交试验研究操作压力、回收率、进水盐浓度、进水pH值和进水温度五个因素对去除效果的影响，确定“微滤-反渗透”双膜法的最佳操作条件，分析操作压力、回收率、进水盐浓度、进水pH值和进水温度五个因素对膜污染的影响程度并提出膜污染清洗方案。
　　单因素和正交试验结果表明，“微滤-反渗透”双膜法深度处理造纸废水生化出水过程中，影响CODcr去除率的因素先后顺序是进水pH＞进水温度＞回收率＞进水盐浓度＞操作压力;影响NH3-N去除率的因素先后顺序是操作压力＞进水pH＞回收率＞进水温度＞进水盐浓度;影响Cl-去除率的因素先后顺序是回收率＞操作压力＞进水pH＞进水温度＞进水盐浓度;影响脱盐率的因素先后顺序是进水温度＞进水pH＞进水盐浓度＞操作压力＞回收率。
　　综合试验结果进行分析，确定最佳操作条件为操作压力为0.60Mpa，回收率为69％，进水电导率为1109.00 us·cm-1，进水pH为8.2，进水温度为26℃。以实际造纸废水二级生化处理出水进行验证实验，处理后出水CODcr、 NH3-N、Cl-去除率和电导率下降率达到74.25％、92.88％、94.50％和95.95％，满足工业用水水质要求。
　　同时，在正交试验下研究了“微滤-反渗透”双膜法膜污染的影响因素。方差分析结果表明:膜污染因素的先后顺序是温度＞操作压力＞进水盐浓度＞进水pH＞回收率，其中温度和操作压力有显著影响，进水盐浓度有一定影响，进水pH和回收率的影响不明显。在确定操作条件时应先从温度和操作压力为主，避免因操作条件增加膜污染产生的机会。通过不同清洗方案的比较，得出膜清洗方案为柠檬酸(1.5％)+氢氧化钠(0.1％)的配比组合清洗液，清洗时间为50分钟。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1．造纸废水来源与危害

1．1．1．各工段造纸废水

1．1．2．造纸废水的危害

1．2．造纸废水生化出水水质特征

1．3．造纸废水深度处理必要性和方法

1．3．1．高级氧化法

1．3．2．电化学法

1．3．3．吸附处理法

1．3．4．膜分离法

1．3．5．生物化学法

1．4．微滤、反渗透技术在深度处理废水中的进展

1．4．1．微滤技术简介

1．4．2．反渗透技术简介

1．4．3．微滤、反渗透技术在废水回用中研究进展

1．5．课题意义与研究内容

1．5．1．课题意义

1．5．2．研究内容

1．5．3．课题创新性

第二章 试验设计

2．1．试验装置与流程

2．2．试验用水水质特征

2．3．试验检测项目

2．4．试验检测方法与试验材料

2．4．1．检测方法与仪器

2．4．2．试验材料

2．5．试验方法与步骤

2．5．1．单因素试验

2．5．2．正交试验

2．6．数据处理方法

第三章 单因素试验结果与分析

3．1．操作压力对处理效果的影响

3．2．回收率对处理效果的影响

3．3．进水盐浓度对处理效果的影响

3．4．进水pH对处理效果的影响

3．5．进水温度对处理效果的影响

3．6．本章小结

第四章 正交试验结果与分析

4．1．极差分析

4．2．方差分析

4．3．优方案确定

4．4．优方案验证试验

4．5．本章小结

第五章 膜污染研究

5．1．膜污染机理分析

5．1．1．微滤膜污染

5．1．2．反渗透膜污染

5．2．本试验膜污染情况分析

5．3．本试验膜清洗技术确定

5．3．1．试验用膜组件膜污染分析

5．3．2．膜清洗时机判断

5．3．3．膜系统清洗步骤

5．4．膜清洗方案比较

5．5．本章小结

第六章 结论与建议

6．1．结论

6．2．建议

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢