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集成膜技术深度处理循环冷却排污水研究

作　者: 樊智锋
导　师: 王志；刘广春
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 工业废水 集成膜技术 循环冷却排污水 微滤 超滤 反渗透
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 219次
引　用: 3次
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内容摘要


冷却用水占工业用水量的70%～80%,循环冷却系统每天会排放大量的废水,即循环冷却排污水,若能处理并回用该废水,意义重大。基于此,本文开展了以回用为目的的循环冷却排污水深度处理研究。首先对循环冷却排污水的水质进行了分析,明确了需要去除的污染物,确定了用以微滤（超滤）-反渗透为主的集成膜技术来处理该废水。研制了一套自动化程度较高的工业废水深度处理装置,用此装置进行了现场试验研究。试验考察了微滤和超滤膜对循环冷却排污水中悬浮物、微生物和胶体的截留效果,研究了长期运行对膜性能变化的影响,探索出能够有效维持长期稳定膜性能的操作方法。微滤和超滤实验结果表明,采用工作40～50分钟,反冲洗50～90秒钟,正冲洗1分钟的操作方式能够较长时间维持膜良好的截留和透水性能。MOF910微滤膜和TH-4040、HF-35-82-PMC超滤膜的产水浊度都在0.5NTU以下,SDI小于3,能够满足反渗透膜的进水要求。正常情况下,操作压力为0.06MPa时,MOF910膜的产水通量稳定在100L/（m2.h）; TH-4040膜在0.14MPa的操作压力下,产水通量在80L/（m2.h）左右; 操作压力0.11MPa时,HF-35-82-PMC膜的产水通量稳定在70L/（m2.h）左右。原水中藻类等微生物产生的膜面黏泥及其吸附物易导致膜产水通量持续下降,用亚硫酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液对膜进行清洗,可以使产水通量恢复。用LFC1-4040和TFC-HR-4"两种反渗透膜对微滤和超滤透过水进行处理,结果表明,这两种膜都具有良好的截留性能,表观脱盐率在99%以上,对Ca2+、Mg2+的截留率可达99.5%,产品水水质很好,能够满足回用要求。LFC1-4040膜在操作压力1.0MPa下,产水通量稳定在25 L/（m2.h）; TFC-HR-4"膜在0.8 MPa下,产水通量为26～28 L/（m2.h）。在上述试验基础上,进行了日产1200吨净水的循环冷却排污水深度处理工程简要设计,并对该工程进行了经济分析和综合效益分析,结果表明用以机械过滤-微滤-反渗透为主的集成膜技术处理循环冷却排污水具有良好的经济效益和社会效益。

全文目录


第一章 膜技术在工业废水处理中的应用概况  8-26
  1.1 引言  8-9
  1.2 膜分离技术概述  9-13
    1.2.1 微滤  10-11
    1.2.2 超滤  11-12
    1.2.3 纳滤  12-13
    1.2.4 反渗透  13
    1.2.5 集成膜技术  13
  1.3 膜技术在工业废水处理中的应用进展  13-18
    1.3.1 造纸工业废水  14
    1.3.2 食品工业废水  14-15
    1.3.3 纺织印染工业废水  15-16
    1.3.4 电镀工业废水  16-17
    1.3.5 石油化工废水  17-18
    1.3.6 工业循环冷却排污水  18
  1.4 膜污染及其防治技术研究进展  18-23
    1.4.1 浓差极化与膜污染  18-19
    1.4.2 膜污染防治技术  19-23
      1.4.2.1 膜污染的影响因素  19-21
      1.4.2.2 膜污染防治技术  21-23
  1.5 本课题的主要工作内容  23-26
第二章 废水水质分析与实验装置的建立  26-38
  2.1 废水情况简介  26-32
    2.1.1 华北制药循环冷却水简介  26-27
    2.1.2 华北制药循环冷却排污水  27-32
      2.1.2.1 排污水水质相关资料  27-28
      2.1.2.2 排污水水质分析  28-32
  2.2 实验装置  32-37
    2.2.1 实验装置流程简介  32-34
    2.2.2 实验装置操作  34-36
      2.2.2.1 机械过滤-微滤(超滤)装置  34-36
      2.2.2.2 反渗透装置  36
    2.2.3 水质检测仪器  36-37
  2.3 本章小结  37-38
第三章 集成膜技术处理循环冷却排污水实验研究  38-64
  3.1 微滤膜实验  38-48
    3.1.1 实验用微滤膜简介  39-40
    3.1.2 微滤单元预处理与实验方案的确定  40-41
    3.1.3 实验结果与讨论  41-48
      3.1.3.1 操作压力对膜性能的影响  41
      3.1.3.2 进水水质变化对微滤膜性能的影响  41-42
      3.1.3.3 膜面流速对膜性能的影响  42-43
      3.1.3.4 长期运行对膜性能的影响  43-45
      3.1.3.5 微滤膜清洗方案的探索  45-48
  3.2 超滤膜实验  48-54
    3.2.1 实验用超滤膜简介  48-49
    3.2.2 超滤实验结果与讨论  49-54
      3.2.2.1 通海超滤膜实验  49-52
      3.2.2.2 美国KOCH公司的超滤膜实验  52-54
  3.3 反渗透膜实验  54-62
    3.3.1 实验用反渗透膜简介  55
    3.3.2 反渗透膜实验  55-62
      3.3.2.1 LFC1-4040 反渗透膜组件  57-60
      3.3.2.2 TFC-HR-4"反渗透膜组件  60-62
  3.4 本章小结  62-64
第四章 简要工程设计与经济分析  64-79
  4.1 设计要求  64
  4.2 设计过程  64-73
    4.2.1 机械过滤单元  64-65
    4.2.2 微滤单元  65-68
    4.2.3 反渗透单元  68-73
      4.2.3.1 工艺选择与相关参数输入  68-69
      4.2.3.2 模拟计算结果  69-73
  4.3 经济分析  73-78
    4.3.1 总投资估算及资金来源  73-74
    4.3.2 产品成本估算  74-75
    4.3.3 投资利润率  75-76
    4.3.4 投资回收期与净现值法分析  76-77
    4.3.5 综合效益分析  77
      4.3.5.1 间接经济效益  77
      4.3.5.2 社会效益及环境效益  77
    4.3.6 评价结论  77-78
  4.4 本章小结  78-79
第五章 结论  79-81
参考文献  81-86
发表论文和参加科研情况说明  86-87
附录1 符号说明  87-89
附录2 经济分析报表  89-97
致谢  97

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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