超滤/纳滤双膜工艺处理南四湖水中试研究

摘要

面对南四湖水有机污染物和无机盐均超标的问题，本论文研究超滤/纳滤双膜工艺对南四湖水的处理效能。通过测定双膜工艺进出水的产水水质，研究超滤/纳滤双膜工艺对南四湖水污染物的去除效果；通过测定不同运行工况下的长期运行产水水质和水量特点，研究超滤/纳滤双膜工艺的运行性能；通过将两种型号的纳滤膜以及一段与二段式纳滤处理系统的对比，研究两种纳滤膜的实际应用价值和两种纳滤方式的运行特点。通过以上研究，为将来以南四湖为水源建厂的工艺选择提供技术支撑。
　　超滤/纳滤双膜工艺对南四湖水污染物的去除效果试验表明，超滤单元在夏季对CODMn和UV254去除率分别为20％和7%，均低于冬季的40%和24%；纳滤单元产水中CODMn和UV254含量分别小于0.6 mg/L和0.006 cm-1；纳滤单元（H膜）可去除88%以上的溶解性固体（TDS），使其完全符合饮用水卫生标准；混凝沉淀和超滤工艺对DOC的去除效果分别为5.8%和15.29%，而H纳滤膜对其的去除率几乎可达到100%；纳滤工艺对荧光性物质去除效果优异，去除率均达到了80%以上。
　　纳滤预处理的评价与优化研究试验表明，超滤单元采用低通量死端过滤、每运行1小时即进行一次物理反冲的方式运行，超滤单元产水水质水量稳定。纳滤工艺的评价与优化研究试验表明，纳滤单元运行压力、水温与产水通量均呈正相关，压力越大，水温越高，产水通量也越大；电导率、溶解性固体（TDS）、硬度、硫酸盐、硝酸盐、氟离子、钠离子均随着压力越大，出水浓度越低。纳滤工艺的连续运行效能及污染与清洗试验表明，不投加阻垢剂，纳滤单元回收率受限于20%；投加清力PTP-0100阻垢剂7 mg/L后，单段回收率（H纳滤膜）可提高至34%，双段总回收率（G纳滤膜）可提高至68%，运行21天后通量衰减不明显；但是通过对膜表面污染成分进行分析，发现膜表面仍然存在了较严重的污染；污染后的纳滤膜经过化学清洗后，纳滤膜通量恢复90%以上。
　　两种纳滤膜的处理性能对比研究表明，G纳滤膜和H纳滤膜对CODMn、UV254去除效果均优异，差别不大；G纳滤膜对硫酸盐、和硬度的去除效果稍微低于H纳滤膜，但仍然高于90%；G纳滤膜对硝酸盐、氟离子和钠离子的去除率分别为35%，50%和20%，H纳滤膜对其的去除率可分别达到可75%、79%和89%以上；在相同运行条件下，G纳滤膜的产水通量比H高，随着压力越大，水温越高，G膜产水通量优势越明显；在相同操作条件下，G纳滤膜的单位产水电耗要低于H纳滤膜近一半。一段式与二段式纳滤处理系统的对比研究表明，G纳滤膜的第一段产水和第二段产水在CODMn、UV254、二价离子的去除效果对比上并无明显差异；产水溶解性固体、电导率、NO3-、F-和Na+方面差异较大，第二段产水水质均低于第一段；二段式系统比一段式产水量可提高58%，也就是说相同操作条件下二段式更节能。

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第1章 绪 论

1.1 我国水资源及污染现状

1.2常规工艺的局限性以及膜滤工艺的选择

1.3 膜分离技术与双膜法工艺简介

1.4 研究目的与意义

1.5 研究内容与技术路线

第2章 试验材料与方法

2.1 原水水质

2.2 中试工艺流程及主要设备

2.3 检测方法与材料

2.4 试验方法

第3章 超滤/纳滤双膜工艺对南四湖水污染物的去除效果

3.1 对CODMn的去除效果

3.2 对UV254的去除效果

3.3 对电导率的去除效果

3.4 对溶解性固体（TDS）的去除效果

3.5 对溶解性有机碳（DOC）的去除效果

3.6 对荧光物质的去除效果

3.7 本章小结

第4章 超滤/纳滤双膜系统的长期运行性能研究

4.1 纳滤预处理的评价与优化

4.2 纳滤工艺的评价与优化

4.3 纳滤工艺的连续运行效能及其污染与清洗

4.4 本章小结

第5章 两种纳滤膜及不同纳滤系统的处理效能的对比研究

5.1 两种纳滤膜的处理效能的对比研究

5.2 一段式与二段式不同纳滤系统的处理效能对比研究

5.3 本章小结

结论

参考文献

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