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臭氧氧化对城市二级出水分子量分布及膜阻力构成的影响研究

作　者: 王旭东
导　师: 王磊；王志盈
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 环境工程
关键词: 二级出水分子量分布超滤膜阻力臭氧氧化膜污染
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 255次
引　用: 3次
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内容摘要

污水资源化是当前水处理界的研究热点，膜分离技术由于具有能耗低、操作简单、出水水质好且稳定等优点日益受到重视，然而膜污染和膜堵塞仍然是目前制约膜分离技术普及应用的重要因素。本文以污水厂生物处理二级出水为原水，研究了水中有机物的分子量分布以及臭氧与水中有机物的反应动力学过程，并通过臭氧预处理来改变水中有机物的分子量分布，采用PVDF-300（截留分子量30kDa）平板超滤膜对不同分子量分布的水样进行了过滤，对膜过滤过程中膜的各部分阻力进行了研究分析，探讨了水中有机物分子量分布与膜过滤过程中超滤膜的阻力构成之间的关系。得出如下主要结论：（1）二级出水中总有机物分子量分布呈“双峰”分布，其中大分子量有机物含量较少，分布范围较宽，且不稳定，小分子量有机物则主要集中在分子量＜4kDa的范围。而不饱和有机物分布情况较为复杂，没有明显的规律性。（2）臭氧氧化二级出水中有机物可分为三个阶段，均为一级反应，以TOC为指标较为合适，三阶段经历的时间分别为0～2min、2～20min和＞20min。由此得出O₃氧化二级出水动力学方程为：（3） PVDF-300平板超滤膜过滤污水厂二级出水过程中，水中有机物分子量分布与超滤膜各部分阻力之间有以下关系：①1／3＞d/（?）＞2／15（d为水中有机物分子尺寸，（?）为膜孔直径）的有机物易在膜孔内表面产生吸附，而d／（?）＜2／15时，有机物则易透过膜孔；②1＞d／（?）＞1／3的有机物主要形成膜表面和膜孔内的堵塞，5／3＞d/（?）＞1西安建筑科技大学硕士学位论文的有机物主要形成膜表面的堵孔;③刃必>l特别是刃必>5/3的有机物（包括溶解态和颗粒态）则是形成膜表面滤饼的主体。

全文目录

1 绪论  9-17
  1.1 引言  9-10
  1.2 城市污水再生利用的意义及现状  10-13
    1.2.1 城市污水再生利用的意义  10
    1.2.2 国外城市污水资源化概况  10-12
    1.2.3 我国城市污水资源化概况  12-13
  1.3 污水回用技术概述  13-15
  1.4 课题的主要研究内容和意义  15-17
    1.4.1 课题的主要研究内容  15-16
    1.4.2 课题的研究意义  16
    1.4.3 课题来源  16-17
2 臭氧及膜法水处理技术原理  17-36
  2.1 臭氧水处理技术原理  17-25
    2.1.1 概述  17
    2.1.2 臭氧的基本性质  17-20
    2.1.3 臭氧的产生机理(电晕放电法)  20-21
    2.1.4 臭氧水处理机理  21-25
  2.2 膜法水处理原理  25-36
    2.2.1 膜分离技术在水处理中的应用概述  25-29
    2.2.2 超滤原理  29-32
    2.2.3 超滤膜污染模型及膜污染防治措施  32-36
3 试验设计  36-42
  3.1 试验装置及工艺流程  36-37
  3.2 水中有机物分子量分布测定方法  37-38
  3.3 超滤膜阻力构成测定方法  38
  3.4 试验原水  38-39
  3.5 试验内容及步骤  39-40
  3.6 分析方法及测试仪器  40-41
  3.7 试验数据处理方法  41-42
4 试验结果与分析  42-63
  4.1 二级出水中有机物的分子量分布  42-44
  4.2 臭氧预氧化对原水TOC及UV_(254)的影响  44-46
    4.2.1 TOC  44-45
    4.2.2 UV_(254)  45-46
    4.2.3 TOC／UV_(254)  46
  4.3 臭氧氧化二级出水动力学研究  46-48
  4.4 臭氧预氧化对二级出水分子量分布的影响  48-52
    4.4.1 TOC表示的分子量分布变化  48-50
    4.4.2 UV_(254)表示的分子量分布变化  50-52
  4.5 臭氧预氧化对超滤膜通量及膜阻力构成的影响  52-58
    4.5.1 臭氧预氧化对膜通量的影响  52-55
    4.5.2 臭氧预氧化对膜阻力构成的影响  55-58
  4.6 SEM图像分析  58-61
  4.7 超滤膜污染机理分析  61-63
5 结论和建议  63-65
  5.1 结论  63-64
  5.2 建议  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

臭氧氧化对城市二级出水分子量分布及膜阻力构成的影响研究

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