铁磁性物质耦合混凝—超滤膜过工艺研究

发布时间：2017-09-26 12:00

  本文关键词：铁磁性物质耦合混凝—超滤膜过工艺研究

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【摘要】：磁强化混凝膜过滤工艺(Magnetic Enhanced Coagulation Membrane Filtration,MECMF)作为一种有效的水处理手段被引入到本研究中,本文在常规磁强化混凝基础上引入零价铁作为磁种进行上述工艺研究,其过程主要考察了常规混凝膜过滤(CMF)、磁性氧化铁作为磁种进行磁混凝膜过滤(MIO-MECMF)及零价铁作为磁种进行磁混凝膜过滤(ZVI-MECMF)三种工艺的对比研究,主要从对水质影响和减缓膜污染方面进行分析。首先,本研究尝试将零价铁作为磁种进行磁强化混凝实验,据其对絮体影响(粒径及分形维数(与膜污染相关))及水质影响确定零价铁的投加量在6-9mg/L。常规混凝膜过滤与零价铁强化混凝膜过滤对比实验结果表明投加零价铁能够减缓膜比通量的下降速率,常规指标水质指标(TOC、CODMn、UV254)等结果表明零价铁强化混凝膜过滤工艺对这些指标的去除效果明显优于常规工艺,三维荧光扫描分析数据也表明其对污染物质的去除效果较好。此外,零价铁的投加能够影响絮体及滤饼层的特性,使得絮体更大,滤饼层相对疏松且水透过率更高。其次,本文中还对比分析了磁性氧化铁-混凝膜过滤与常规混凝膜过滤工艺,研究结果表明,磁性氧化铁的投加对污染物质的去除效果也较好且能够在一定程度上减缓膜污染并且膜污染阻力相对较低,此外,达到相同处理效果时磁性氧化铁的投加能够在一定程度上减少药剂量。最后,将三种工艺同时对比分析,结果表明,零价铁对污染物质的去除效果及减缓膜污染方面都具有一定的优势,氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential,ORP)及离子分析表明零价铁在反应过程中较为活跃；X-射线衍射图谱分析(X-Ray Diffraction,XRD)及扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)分析表明零价铁在过程中发生反应,可能吸附了部分污染物质；絮体图像及滤饼层电镜分析也较为直观的反映三种工艺对其过程的不同影响。
【关键词】：磁种 膜过滤 强化混凝 减缓膜污染
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 前言8-18
• 1.1 微污染水源水简介8
• 1.2 膜技术8-10
• 1.2.1 膜法水处理技术简介8-9
• 1.2.2 超滤膜技术简介9-10
• 1.3 膜污染10-12
• 1.3.1 膜污染的形成及机理10-11
• 1.3.2 膜污染的控制11-12
• 1.4 磁强化混凝技术在水处理中的研究12-15
• 1.4.1 磁强化混凝技术的机理12-13
• 1.4.2 磁强化混凝技术的研究进展13-15
• 1.5 零价铁在水处理中的应用15-16
• 1.6 研究目的与意义16
• 1.7 研究内容16-18
• 第二章 实验材料、装置及分析方法18-24
• 2.1 实验装置18-20
• 2.2 膜与膜组件20
• 2.3 实验原水20-21
• 2.4 实验仪器及分析方法21-24
• 第三章 零价铁强化混凝膜过滤工艺研究24-32
• 3.1 零价铁投加量优化24-25
• 3.2 零价铁投加对膜过滤影响25-28
• 3.2.1 膜比通量变化25-27
• 3.2.2 水质指标测定27-28
• 3.3 膜污染分析28-31
• 3.3.1 絮体分析28-29
• 3.3.2 三维荧光分析29-30
• 3.3.3 滤饼层分析30-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第四章 MIO-MECMF工艺研究32-36
• 4.1 磁性氧化铁投加对水质指标影响32-33
• 4.2 膜过滤过程分析33-34
• 4.3 磁性氧化铁投加对絮体特性影响34-35
• 4.4 本章小结35-36
• 第五章 不同磁种(ZVI/MIO)工艺对比研究36-46
• 5.1 两种混凝工艺过程对比分析36-38
• 5.1.1 铁离子浓度变化36-37
• 5.1.2 ORP变化37-38
• 5.2 膜过滤过程对比分析38-40
• 5.2.1 通量衰减38-39
• 5.2.2 水质指标对比39-40
• 5.3 膜污染分析40-45
• 5.3.1 絮体对比分析40-41
• 5.3.2 颗粒电镜分析41-42
• 5.3.3 XRD对比分析42-44
• 5.3.4 膜面滤饼层分析44-45
• 5.4 本章小结45-46
• 第六章 结论与不足46-48
• 6.1 研究结论46-47
• 6.2 存在的不足与建议47-48
• 参考文献48-54
• 发表论文和参加科研情况54-56
• 致谢56

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本文编号：923359