脉冲电絮凝—电催化氧化预处理对超滤膜污染的影响研究
发布时间：2021-06-16 07:25
超滤作为第三代饮用水处理技术的代表,在水处理领域具有十分广泛的应用。但随着超滤设备的大规模应用,膜污染逐渐突出,膜通量降低,渗透压升高等问题逐渐显现。在给水与中水回用中,以腐殖酸（HA）为主的天然有机物（NOM）分子量与超滤膜截留分子量接近,易堵塞于膜孔中,对超滤膜造成较严重的污染,简单的水力反冲洗无法完全去除,因此有必要在超滤前加装预处理装置进行去除,从而保证超滤长期稳定运行。本文主要研究了脉冲电絮凝-电催化氧化预处理技术对HA造成超滤膜污染的影响。本文以50k超滤膜为研究对象,研究了脉冲电絮凝-电催化氧化预处理对腐殖酸的去除效果,以及剩余污水经过超滤后膜通量、膜阻力的变化,以UV254、TOC、三维荧光光谱、膜通量等检测指标,对预处理前后膜过滤性能的变化进行分析,通过膜通量、膜阻力、膜污染模型变化与扫描电子显微镜等表征分析手段,分析减轻膜污染的机理。实验发现,脉冲电絮凝-电催化氧化对HA有明显去除效果,脉冲电絮凝在pH=7条件下可去除90%以上的HA,电催化氧化对剩余HA也有较高去除效果,总去除率超过96%,在电流恒定情况下,常规电絮凝经过长时间运行电压有升高...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电絮凝机理Fig.1.1Mechanismofelectrocoagulation若使用铁作为电絮凝电极，具体反应流程如公式（1.1）-（1.4）所示
沈阳工业大学硕士学位论文12（3）脉冲电絮凝预处理-超滤工艺中控制运行参数对膜污染的影响探讨各种实验条件（不同电极、不同pH值）对腐殖酸的去除率及能耗的影响，寻找最佳反应条件与最优能耗。（4）分析比较三种预处理工艺的优缺点，并对实际地表水进行实验以膜基本性能参数为基础，通过对比单独超滤、脉冲电絮凝-超滤、脉冲电絮凝耦合电催化-超滤三种工艺，以及实验前后进出水水质与膜表面形貌的不同，分析三种预处理方法对腐殖酸的去除及缓解膜污染的机理。归纳总结实验方案，对实际地表水进行预处理，通过对进出水水质与实验前后膜表面形貌进行监测，寻找最佳实验条件与最优运行能耗。1.4.3技术路线技术路线图见图1.3图1.3技术路线图Fig1.3Technicalroadmap
沈阳工业大学硕士学位论文142.1.3模拟污水的制备在本实验中，使用腐殖酸模拟实际地表水中的HA，实验使用腐殖酸（AladdinIndustrialCooperation,Shanghai,China.）配置腐殖酸储备液，储备液的配置方法如下：将1.00gHA加入800mL0.01mol/L氢氧化钠溶液中，搅拌24小时，用稀硫酸调节pH值至7.0±0.1，然后用Milli-Q水稀释至1000mL，得到HA储备液（1.0g/L）[71]。实验使用Milli-Q水由优普净水系统（UlupureCooperation，Chengdu，China）生产，现用现制，将腐殖酸储备液储存在4℃的环境中避光保存。在所有实验中，用Milli-Q水将模拟污水中HA浓度稀释至20mg/L，加入一定量Na2SO4以保证电解液浓度为250mg/L进行试验。腐殖酸模拟污水的初始吸光度约为0.7cm-1左右。2.1.4超滤膜的预处理超滤膜生产后通常使用甘油作为膜表面保护剂，为避免甘油对实验造成影响，实验前使用30%乙醇溶液浸泡超滤膜2小时，达到去除表面保护膜的目的，预处理后将超滤膜浸泡在超纯水中备用。2.1.5实验流程首先采用脉冲电絮凝法对水样进行预处理，使用两个大小均为4cm×5cm×0.2cm的铝电极或铁电极对水样进行脉冲电絮凝处理，脉冲电絮凝后使用无纺布去除悬浮絮体，然后使用一个BDD（CONDIAS,Germany）阳极和两个钛阴极（自制）电催化氧化电絮凝无法去除的HA。电催化氧化后，将模拟污水加入超滤杯中进行超滤实验。具体实验装置如图2.1所示。图2.1实验装置示意图Fig.2.1Schematicdiagramoftheexperimentalsetup
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压脉冲电絮凝应用于含铬废水处理工程改造[J]. 敖黎鑫,贺恩云,廖龙发,刘华靖. 能源与环境. 2020(02)
[2]腐殖酸分子结构对电-Fenton性能的影响探究[J]. 黄彬彬,尹含双,曹兴凯. 湖南大学学报(自然科学版). 2020(04)
[3]饮用水源腐殖酸高级氧化去除技术研究进展[J]. 姬广雪,刘建广,孙韶华,王明泉,姚振兴,贾瑞宝. 水处理技术. 2020(01)
[4]探讨环保工程水处理的超滤膜技术应用[J]. 冷冰. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2019(12)
[5]制药废水二级出水中溶解性有机物混凝去除特性研究[J]. 李胜楠,耿金菊,李珏纯,石玉飞,任洪强. 环境科学学报. 2019(10)
[6]粉末活性炭吸附对超滤膜处理再生水膜污染状况的影响[J]. 孙丽华,阳兵兵,段茜,贺宁,俞天敏. 科学技术与工程. 2019(21)
[7]混凝-超滤预沉积对去除腐殖酸的影响[J]. 高倩,张崇淼,徐慧,王东升,门彬,张大为,罗柯. 环境化学. 2019(07)
[8]垃圾电厂渗沥液膜浓缩液减量化技术研究及应用[J]. 何势. 环境卫生工程. 2019(02)
[9]有机管式超滤膜回收造纸黑液中木质素的研究[J]. 周龙坤,关晓琳,彭娜,王怀林. 膜科学与技术. 2019(01)
[10]活性炭负载壳聚糖对水中腐殖酸的吸附性能及吸附机理[J]. 赵振刚,韩德侠. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(10)
博士论文
[1]混凝、吸附与氧化预处理对超滤工艺水处理效能和膜污染的影响[D]. 卜凡.山东大学 2019
[2]超滤膜特征有机污染物识别及膜污染控制研究[D]. 孙伟光.哈尔滨工业大学 2018
硕士论文
[1]脉冲电絮凝处理农村含氟和砷饮用水源水的效能研究[D]. 王瑶.哈尔滨工业大学 2019
[2]次氯酸钠化学清洗对超滤膜性能影响的研究[D]. 刘珂.哈尔滨工业大学 2019
[3]腐殖质的分离及其对苯酚光致溴代反应的影响[D]. 高泽鹏.大连海事大学 2019
[4]电催化氧化预处理技术对超滤膜污染的影响研究[D]. 许涛.沈阳工业大学 2019
[5]催化臭氧氧化处理难降解有机废水及其机理研究[D]. 程雯.重庆理工大学 2019
[6]多相芬顿技术在饮用水处理中的中试研究[D]. 张堯.华北水利水电大学 2019
[7]臭氧/过氧化氢对污水处理中陶瓷膜污染控制研究[D]. 唐升引.清华大学 2017
[8]Mo掺杂Ti/SnO2-Sb电极制备及电催化降解已内酰胺废水研究[D]. 耿聰.沈阳工业大学 2015
[9]不同pH条件下腐殖酸的混凝特性研究[D]. 佘静静.西安建筑科技大学 2011
[10]水中天然有机物对超滤膜污染研究[D]. 张慧.北京交通大学 2008
本文编号：3232644
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电絮凝机理Fig.1.1Mechanismofelectrocoagulation若使用铁作为电絮凝电极，具体反应流程如公式（1.1）-（1.4）所示
沈阳工业大学硕士学位论文12（3）脉冲电絮凝预处理-超滤工艺中控制运行参数对膜污染的影响探讨各种实验条件（不同电极、不同pH值）对腐殖酸的去除率及能耗的影响，寻找最佳反应条件与最优能耗。（4）分析比较三种预处理工艺的优缺点，并对实际地表水进行实验以膜基本性能参数为基础，通过对比单独超滤、脉冲电絮凝-超滤、脉冲电絮凝耦合电催化-超滤三种工艺，以及实验前后进出水水质与膜表面形貌的不同，分析三种预处理方法对腐殖酸的去除及缓解膜污染的机理。归纳总结实验方案，对实际地表水进行预处理，通过对进出水水质与实验前后膜表面形貌进行监测，寻找最佳实验条件与最优运行能耗。1.4.3技术路线技术路线图见图1.3图1.3技术路线图Fig1.3Technicalroadmap
沈阳工业大学硕士学位论文142.1.3模拟污水的制备在本实验中，使用腐殖酸模拟实际地表水中的HA，实验使用腐殖酸（AladdinIndustrialCooperation,Shanghai,China.）配置腐殖酸储备液，储备液的配置方法如下：将1.00gHA加入800mL0.01mol/L氢氧化钠溶液中，搅拌24小时，用稀硫酸调节pH值至7.0±0.1，然后用Milli-Q水稀释至1000mL，得到HA储备液（1.0g/L）[71]。实验使用Milli-Q水由优普净水系统（UlupureCooperation，Chengdu，China）生产，现用现制，将腐殖酸储备液储存在4℃的环境中避光保存。在所有实验中，用Milli-Q水将模拟污水中HA浓度稀释至20mg/L，加入一定量Na2SO4以保证电解液浓度为250mg/L进行试验。腐殖酸模拟污水的初始吸光度约为0.7cm-1左右。2.1.4超滤膜的预处理超滤膜生产后通常使用甘油作为膜表面保护剂，为避免甘油对实验造成影响，实验前使用30%乙醇溶液浸泡超滤膜2小时，达到去除表面保护膜的目的，预处理后将超滤膜浸泡在超纯水中备用。2.1.5实验流程首先采用脉冲电絮凝法对水样进行预处理，使用两个大小均为4cm×5cm×0.2cm的铝电极或铁电极对水样进行脉冲电絮凝处理，脉冲电絮凝后使用无纺布去除悬浮絮体，然后使用一个BDD（CONDIAS,Germany）阳极和两个钛阴极（自制）电催化氧化电絮凝无法去除的HA。电催化氧化后，将模拟污水加入超滤杯中进行超滤实验。具体实验装置如图2.1所示。图2.1实验装置示意图Fig.2.1Schematicdiagramoftheexperimentalsetup
【参考文献】：
期刊论文
[1]高压脉冲电絮凝应用于含铬废水处理工程改造[J]. 敖黎鑫,贺恩云,廖龙发,刘华靖. 能源与环境. 2020(02)
[2]腐殖酸分子结构对电-Fenton性能的影响探究[J]. 黄彬彬,尹含双,曹兴凯. 湖南大学学报(自然科学版). 2020(04)
[3]饮用水源腐殖酸高级氧化去除技术研究进展[J]. 姬广雪,刘建广,孙韶华,王明泉,姚振兴,贾瑞宝. 水处理技术. 2020(01)
[4]探讨环保工程水处理的超滤膜技术应用[J]. 冷冰. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2019(12)
[5]制药废水二级出水中溶解性有机物混凝去除特性研究[J]. 李胜楠,耿金菊,李珏纯,石玉飞,任洪强. 环境科学学报. 2019(10)
[6]粉末活性炭吸附对超滤膜处理再生水膜污染状况的影响[J]. 孙丽华,阳兵兵,段茜,贺宁,俞天敏. 科学技术与工程. 2019(21)
[7]混凝-超滤预沉积对去除腐殖酸的影响[J]. 高倩,张崇淼,徐慧,王东升,门彬,张大为,罗柯. 环境化学. 2019(07)
[8]垃圾电厂渗沥液膜浓缩液减量化技术研究及应用[J]. 何势. 环境卫生工程. 2019(02)
[9]有机管式超滤膜回收造纸黑液中木质素的研究[J]. 周龙坤,关晓琳,彭娜,王怀林. 膜科学与技术. 2019(01)
[10]活性炭负载壳聚糖对水中腐殖酸的吸附性能及吸附机理[J]. 赵振刚,韩德侠. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(10)
博士论文
[1]混凝、吸附与氧化预处理对超滤工艺水处理效能和膜污染的影响[D]. 卜凡.山东大学 2019
[2]超滤膜特征有机污染物识别及膜污染控制研究[D]. 孙伟光.哈尔滨工业大学 2018
硕士论文
[1]脉冲电絮凝处理农村含氟和砷饮用水源水的效能研究[D]. 王瑶.哈尔滨工业大学 2019
[2]次氯酸钠化学清洗对超滤膜性能影响的研究[D]. 刘珂.哈尔滨工业大学 2019
[3]腐殖质的分离及其对苯酚光致溴代反应的影响[D]. 高泽鹏.大连海事大学 2019
[4]电催化氧化预处理技术对超滤膜污染的影响研究[D]. 许涛.沈阳工业大学 2019
[5]催化臭氧氧化处理难降解有机废水及其机理研究[D]. 程雯.重庆理工大学 2019
[6]多相芬顿技术在饮用水处理中的中试研究[D]. 张堯.华北水利水电大学 2019
[7]臭氧/过氧化氢对污水处理中陶瓷膜污染控制研究[D]. 唐升引.清华大学 2017
[8]Mo掺杂Ti/SnO2-Sb电极制备及电催化降解已内酰胺废水研究[D]. 耿聰.沈阳工业大学 2015
[9]不同pH条件下腐殖酸的混凝特性研究[D]. 佘静静.西安建筑科技大学 2011
[10]水中天然有机物对超滤膜污染研究[D]. 张慧.北京交通大学 2008
本文编号：3232644
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