超滤粉末活性炭去除地表水突发性镉污染效能及膜污染研究

摘要

随着中国工业化与经济的高速发展，突发性环境污染事件同时处于高发期，特别是水体突发性重金属镉污染事件。由于水体镉污染危害严重，污染面积较广及镉污染作用机制的复杂性，已成为国内外研究的热点。超滤技术具有出水水质好、占地面积小，费用较低等优点，有望取代传统水处理技术，因而本工作研究的目的是研究重金属镉进入水体后与NOM作用，经超滤处理，考察出水镉及腐殖酸浓度；同时考察了NOM中多糖类和蛋白质类物质与进入水体中的镉反应经超滤处理后去除率及超滤膜渗透通量变化情况。外加粉末活性炭(PAC）与超滤连用处理镉及HA。
　　本研究考察了溶液化学条件变化对去除率、通量及污染阻力的影响。利用平板超滤膜系统进行实验，系统考察了HA与Cd经超滤膜后的截留率、浓度及溶液化学条件变化对超滤膜渗透通量下降的影响并且分析超滤膜的污染阻力。实验结果表明：超滤膜对HA的截留效果较好；溶液化学条件变化时，超滤出水Cd浓度改变，离子强度和Ca离子的加入使Cd2+的去除率降低，pH增加时超滤系统对Cd的去除率增大，但是仅依靠水体中的NOM络合Cd不能使超滤出水中Cd达到饮用水标准。溶液条件变化影响超滤渗透通量， Cd离子浓度的增大比通量下降减小；HA和Cd溶液中加入Ca2+、Na+可以减轻渗透比通量下降；Ca2+的加入对于减缓通量下降效果比较明显；高pH值使通量下降增快，污染加重。单独用SA和BSA与Cd反应后超滤，Cd的去除率高于使用HA的超滤；三种物质混合后与Cd反应后超滤，Cd的去除率高于任何一种单独物质与Cd反应的去除率。超滤与PAC联用时HA的去除率均高于90%，Cd的去除率变化不明显。PAC的加入改变超滤膜污染。系统中存在PAC时所有条件下均减缓了超滤膜渗透比通量的下降，即超滤与PAC联用技术可以减缓了超滤膜污染。考察了进入水体中的镉与NOM反应经超滤处理后去除率及超滤膜渗透通量变化情况，为超滤及组合工艺处理突发性重金属镉污染的地表水提供技术参考。

目录

Chapter 1 Introduction

1.1 Heavy metal pollution

1.2 Ultrafiltration separation technology

1.3 Ultrafiltration membrane fouling

1.4 Combined technique of ultrafiltration and powdered activated carbon

1.5 The purpose, significance and main content of this research

Chapter 2 Experimental materials and methods

2.1 Experimental equipment

2.2 Ultrafiltration process

2.3 Analysis method

Chapter 3 Removal of HA and HA-Cd by ultrafiltration and study ultrafiltration membrane fouling

3.1 Introduction

3.2 Removal of HA and Cd by ultrafiltration membrane

3.3 Influence of HA and HA-Cd on flux depression of UF membrane

3.4 UF membrane fouling ratio resistance analysis

3.5 Summary

Chapter 4 Removal of HA-Cd by ultrafiltration-powder activated carbon and study on membrane fouling during ultrafiltration

4.1 Introduction

4.2 Determination of PAC concentration and adsorption time

4.3 UF-PAC removal rate of HA and PAC

4.4 Effect of HA and HA-Cd on UF-PAC flux decline

4.5 Fouling resistance ratio analysis of ultrafiltration membrane in UF-PAC process

4.6 Summary

Chapter 5 Removal of simulated NOM and NOM-Cd by ultrafiltration and study on fouling of process ultrafiltration membrane

5.1 Introduction

5.2 The removal rate of UF membrane to Cd

5.3 The influence of simulated NOM and NOM-Cd on the permeation flux of UF membrane

5.4 Effects of simulated NOM and NOM-Cd on fouling ratio and resistance loss of UF membrane

5.5 Summary

Conclusion

参考文献

致谢

声明

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