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超滤膜制备及深度处理市政污水的试验研究

作　者: 马浩
导　师: 曹国凭
学　校: 河北理工大学
专　业: 市政工程
关键词: 中空纤维超滤市政污水工艺优化
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

论文主要研究了中空纤维超滤膜的制备工艺条件及其在市政污水深度处理中的应用。对聚砜中空纤维超滤膜的影响因素进行分析:包括铸膜液中聚砜、添加剂、致孔剂的含量,及干纺程,外凝胶浴温度,内凝胶浴组分等。通过扫描电镜,分析了对超滤膜微观结构的影响,优化制膜工艺,得到膜性能最佳时的制膜工艺参数,从而为工业生产或以超滤膜为基膜的复合膜的研究提供数据参考。同时把超滤膜应用于郑州市某污水处理厂沉淀池出水的深度处理中,分析了超滤水处理中跨膜压力、流量、水温、不同水质与水通量、去除率的关系,确定了最佳运行参数,为类似的工程及污水处理试验提供数据参考,从而产生更好的社会效益和环境效益。通过试验研究确定了以下最佳工艺参数:铸膜液的组成为聚砜17%,丙酮0.4%,聚乙烯比咯烷酮10%时,可纺制出性能较好的中空纤维超滤膜。最佳的纺丝工艺参数为:干纺程为5~10cm,内凝胶浴为去离子水中加入20%的DMAc,水浴温度为40℃。探索出膜组件封装时,固化时间为72h,最佳的环氧树脂与固化剂的配比关系为10:6(质量比)。试验得到污水处理的最佳操作运行参数为:跨膜压力0.12MPa,流量为30L/h,较为理想的反洗时间为运行35min反洗一次。超滤已广泛应用于食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业。城市污水处理及其他工业废水处理以及生物技术领域都是超滤未来的发展方向。本课题还可用中空纤维超滤膜作为基膜,进行荷电膜的研究,将具有更好的发展前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
引言  10-11
1 文献综述  11-25
  1.1 超滤膜的发展概况  11
  1.2 超滤膜在城市污水处理中的应用  11-14
    1.2.1 过滤中水  12
    1.2.2 过滤循环冷却系统的排污水  12-13
    1.2.3 过滤城市二级污水  13
    1.2.4 过滤含油废水  13-14
    1.2.5 过滤造纸工业废水  14
  1.3 超滤膜材料及膜的制备  14-17
    1.3.1 超滤膜材料  14-16
    1.3.2 超滤膜的制备方法  16-17
    1.3.3 膜制备过程中环境条件的影响  17
  1.4 超滤膜的特点及过滤机理  17-19
    1.4.1 中空纤维膜的结构特点  17-18
    1.4.2 中空纤维膜的应用特点  18
    1.4.3 过滤机理  18-19
  1.5 膜组件及超滤过滤系统的类型  19-21
    1.5.1 板式超滤膜组件  19
    1.5.2 平行叶片式超滤膜组件  19-20
    1.5.3 卷筒式超滤膜组件  20
    1.5.4 管式膜组件  20-21
    1.5.5 中空纤维超滤膜组件  21
  1.6 超滤膜的污染与清洗  21-25
    1.6.1 超滤膜污染的定义  21
    1.6.2 超滤膜污染的模型  21
    1.6.3 影响超滤膜污染的因素  21-22
    1.6.4 超滤膜清洗  22-25
2 研究的内容及意义  25-28
  2.1 论文选题依据  25
  2.2 试验的研究内容  25
  2.3 试验研究方案  25-28
    2.3.1 超滤膜的制备试验研究  25-26
    2.3.2 超滤处理市政污水方案  26-28
3 超滤膜的制备  28-41
  3.1 试验设计  28-30
    3.1.1 试验所用的仪器及药品  28
    3.1.2 试验的分析方法及目标  28
    3.1.3 试验步骤  28-30
  3.2 膜材料及添加剂对超滤膜性能的影响  30-34
    3.2.1 聚砜的不同含量对超滤膜性能的影响  30-32
    3.2.2 不同的PVP 含量对膜性能的影响  32-33
    3.2.3 丙酮含量对超滤膜性能的影响  33-34
  3.3 外界条件对超滤膜性能的影响  34-39
    3.3.1 空气间隙（干纺程）对膜性能的影响  35-36
    3.3.2 芯液的组分对膜性能的影响  36-38
    3.3.3 水浴温度对膜性能的影响  38-39
  3.4 其他影响因素  39-40
  3.5 试验结论  40-41
4 膜组件的设计及优化  41-45
  4.1 膜组件概述  41
  4.2 中空纤维膜组件的设计  41
  4.3 膜组件外壳的材料选择及所用膜的性能  41-43
    4.3.1 膜组件外壳的材料选择  41-42
    4.3.2 膜组件所用超滤膜特性  42
    4.3.3 超滤膜组件的优化  42-43
  4.4 膜组件的封装及检漏  43
    4.4.1 膜组件的封装  43
    4.4.2 膜组件的检漏  43
  4.5 小结  43-45
5 超滤膜处理市政污水的试验研究  45-55
  5.1 试验原理及其分析  45-48
    5.1.1 试验原理  45-47
    5.1.2 市政污水处理分析  47
    5.1.3 市政污水深度处理回用  47
    5.1.4 经济效益和社会效益分析  47-48
  5.2 试验设计  48-49
    5.2.1 试验用水  48
    5.2.2 试验用膜组件  48-49
    5.2.3 分析方法及测试仪器  49
  5.3 操作条件对超滤水处理的影响  49-53
    5.3.1 压力  49-50
    5.3.2 不同水质  50-52
    5.3.3 流速  52
    5.3.4 温度  52-53
  5.4 清洗对超滤过程的影响  53-54
    5.4.1 运行时间对超滤膜及去除率的影响  53-54
    5.4.2 超滤膜反冲洗  54
  5.5 小结  54-55
    5.5.1 结论  54
    5.5.2 建议  54-55
结论与展望  55-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
导师简介  61-62
作者简介  62-63
学位论文数据集  63

超滤膜制备及深度处理市政污水的试验研究

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