城市污水深度處理過程中超濾膜結(jié)構(gòu)參數(shù)模型的建立及應(yīng)用分析研究

【摘要】：污水資源化是當(dāng)前水處理界的研究熱點,膜分離技術(shù)由于具有能耗低、操作簡單、出水水質(zhì)好且穩(wěn)定等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于污水回用中,然而膜污染和膜堵塞仍然是目前制約膜分離技術(shù)普及應(yīng)用的重要因素。本文根據(jù)水中有機物分布,將污染歸結(jié)為引起內(nèi)部孔徑減小的污染和引起膜孔密度減少的膜面外部的污染。因此,討論膜孔徑和膜孔密度在透水過程中的變化規(guī)律,是從根本上解決膜污染問題的關(guān)鍵所在,是從膜結(jié)構(gòu)和分離對象兩個方面探討問題的實質(zhì),因此有著非常重要的科學(xué)意義。本文將得出如下主要結(jié)論: (1)通過實驗研究表明,用滲透濾法測定國產(chǎn)平板膜時,所測得到的平均孔徑和掃描電鏡用放大倍率為30k時所測得的膜表面平均孔徑基本吻合。 (2)掃描電鏡測定法和滲透率法的測定結(jié)果表明,通過必要的反復(fù)測定用掃描電鏡測定法和滲透率法所得的膜孔平均孔徑、膜孔密度以及孔隙率的方法是可以采用的,是能較精確表達膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的一種方法。因此實驗用掃描電鏡和滲透率法測定膜平均孔徑、膜孔密度及孔隙率等膜表面結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法是可行的。 (3)通過不同材質(zhì)的超濾膜的掃描電鏡分析可得,即使是相同的截留分子量的超濾平板膜,其結(jié)構(gòu)參數(shù)如平均孔徑和膜孔密度也是有很大的差別。這說明膜在截留時,除了與膜孔徑有關(guān)外,還與膜的厚度、膜面物理化學(xué)性質(zhì)等其他性質(zhì)有關(guān)。 (4)通過對超濾膜通水樣不同階段過程的膜表面電鏡圖片分析,首先是水中溶解性有機物和小分子有機物進入膜孔內(nèi)部引起膜孔窄化,到了通水樣的后期,才有膜表面的附著和凝膠層的形成這樣一個污染過程。 (5)以流體力學(xué)基本原理為基礎(chǔ),建立了基于膜孔密度和膜平均孔徑的超濾膜結(jié)構(gòu)參數(shù)模型為: 【關(guān)鍵詞】：超濾膜 深度處理 膜結(jié)構(gòu)參數(shù) 膜污染結(jié)構(gòu)參數(shù)模型 膜阻力
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號】：X703
【目錄】：

• 1 緒論10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 城市污水再生利用的意義及現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 城市污水再生利用的意義11
• 1.2.2 我國城市污水資源化概況11-13
• 1.2.3 國外城市污水資源化概況13-15
• 1.3 膜分離技術(shù)與污水資源化15-21
• 1.3.1 膜技術(shù)發(fā)展簡介15-17
• 1.3.2 膜分離過程特點17
• 1.3.3 膜分離技術(shù)在污水資源化中的應(yīng)用17-21
• 2 超濾膜材料及其膜結(jié)構(gòu)表征21-30
• 2.1 膜的材料概述21
• 2.2 超濾膜結(jié)構(gòu)特點及制法21-23
• 2.3 超濾膜結(jié)構(gòu)表征及參數(shù)的測定方法23-30
• 2.3.1 電子顯微鏡(SEM)25-26
• 2.3.2 原子力顯微鏡26-27
• 2.3.3 滲透率法27
• 2.3.4 汞注入法27-28
• 2.3.5 液體置換28-30
• 3 水處理過程中超濾膜污染機理及模型30-41
• 3.1 超濾水處理原理30-33
• 3.1.1 超濾機械篩濾機理30
• 3.1.2 懸浮顆粒的機械截留機理30-32
• 3.1.3 變形體截留機理32
• 3.1.4 濾餅過濾機理32-33
• 3.2 超濾膜污染模型及膜污染防治措施33-38
• 3.2.1 超濾污染機理分析33-34
• 3.2.2 超濾污染模型特征分析34-36
• 3.2.3 超濾膜污染控制方法36-38
• 3.3 課題的主要研究內(nèi)容和意義38-41
• 3.3.1 課題的主要研究內(nèi)容38-39
• 3.3.2 課題的研究意義39-40
• 3.3.3 課題來源40-41
• 4 試驗設(shè)計41-45
• 4.1 試驗裝置41
• 4.2 膜結(jié)構(gòu)參數(shù)測定試驗的方法及材料41-43
• 4.2.1 膜結(jié)構(gòu)參數(shù)測定試驗的方法41-42
• 4.2.2 試驗水及水質(zhì)42
• 4.2.3 膜材料的選擇42-43
• 4.3 試驗內(nèi)容及步驟43
• 4.4 分析方法及測試儀器43-44
• 4.5 試驗數(shù)據(jù)處理方法44-45
• 5 試驗結(jié)果與分析45-64
• 5.1 電鏡法結(jié)果與分析45-52
• 5.1.1 聚偏氟乙烯(PVDF)超濾膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定結(jié)構(gòu)分析45-48
• 5.1.2 聚丙烯腈超濾(PAN)膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定結(jié)構(gòu)分析48-51
• 5.1.3 聚醚砜超濾膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定結(jié)構(gòu)分析51-52
• 5.2 不同材質(zhì)超濾膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的結(jié)構(gòu)分析52-53
• 5.3 滲透率法實驗結(jié)果分析53-55
• 5.4 經(jīng)濾過的超濾膜污染特點分析55-57
• 5.5 超濾膜污染結(jié)構(gòu)模型的建立57-62
• 5.5.1 模型的基本假設(shè)57
• 5.5.2 模型的建立57-59
• 5.5.3 模型參數(shù)的確定及分析59-62
• 5.6 超濾膜結(jié)構(gòu)模型的應(yīng)用62-64
• 6 結(jié)論和建議64-66
• 6.1 結(jié)論64-65
• 6.2 建議65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研及發(fā)表的論文70
• 參與的研究課題有70
• 參與發(fā)表的論文70

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