NACE膜蒸馏技术处理重金属废水的相关试验研究
发布时间：2021-05-05 22:23
重金属是电镀、采矿等行业最常见的工业污染排放物之一,其严重威胁人类健康与生存环境。目前的重金属废水净化工艺存在着能耗高、二次污染严重等缺点,如何提高重金属废水处理效率一直受到国内外研究人员的重点关注。为高效净化重金属废水并对某些废水中贵重金属回收,本研究选用NACE膜蒸馏技术对重金属废水处理进行了试验探究。首先开展了对透膜量与金属离子截留率的单因素影响试验,研究了以回收贵重金属为目标用正交试验优化操作参数,探索了透膜量最大时的最佳工况条件,并在小试试验基础上,设计并搭建中试试验平台进行中试试验验证,针对膜污染进行了清洗剂筛选。为处理重金属废水提供了新思路,也为NACE膜蒸馏技术工业化应用提供了技术支撑,具有较强的现实意义。本研究主要结论如下:（1）试验探究了金属离子价态、热侧温度、pH值、浓度及冷侧真空度等5个因素对NACE膜蒸发器的透膜量以及金属离子截留率的影响。从实验结果可知,金属离子价态越高,浓度越大,离子截留率越大;膜蒸发器热侧温度及冷侧真空度越高,透膜量越高。（2）为优化回收贵重金属的条件,采用田口设计并分析,试验结果表明,浓度为16%,离子价态为+3,真空度为0.094MP...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 重金属废水处理的国内外研究现状
1.2.1 重金属废水的特性分析
1.2.2 重金属废水处理技术发展与现状
1.2.2.1 沉淀法
1.2.2.2 吸附法
1.2.2.3 电化学法
1.2.2.4 生物化学法
1.2.2.5 反渗透膜法
1.2.2.6 超滤膜法
1.2.2.7 纳滤膜法
1.3 膜蒸馏技术
1.3.1 原理概述
1.3.2 膜蒸馏主要分类
1.3.2.1 直接接触式膜蒸馏
1.3.2.2 气体吹扫式膜蒸馏
1.3.2.3 气隙式膜蒸馏
1.3.2.4 真空式膜蒸馏
1.3.3 NACE膜蒸馏技术
1.3.3.1 技术简介
1.3.3.2 NACE膜蒸馏的传质机理
1.3.4 膜蒸馏技术应用领域与展望
1.3.4.1 无水乙醇的生产
1.3.4.2 海水和苦咸水的淡化
1.3.4.3 化学物质的浓缩和回收
1.3.4.4 废水处理
1.4 研究内容
1.5 本章小结
第二章 平台搭建与试验方法
2.1 平台搭建
2.1.1 技术路线
2.1.2 试验设计
2.2 试验方法
2.3 试验仪器与试剂
2.3.1 试验仪器
2.3.2 试验试剂
第三章 透膜量与金属离子截留率的影响参数试验研究
3.1 影响参数对透膜量和金属离子截留率的单因素影响试验
3.1.1 金属离子价态对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.1.2 膜冷侧真空度对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.1.3 膜热侧温度对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.1.4 重金属废水浓度对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.1.5 重金属废水的pH值对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.2 金属离子截留率的影响参数正交试验
3.2.1 田口设计
3.2.2 田口设计分析
3.2.2.1 试验数据处理
3.2.2.2 优组合参数初选
3.3 本章小结
第四章 透膜量影响参数的筛选与优化
4.1 试验设计
4.2 因素筛选
4.3 试验条件优化
4.4 响应曲面图
4.5 模型预测与验证
4.6 本章小结
第五章 优化透膜量操作条件筛选结果的应用试验研究
5.1 中试试验流程
5.2 中试平台部分设计
5.2.1 废水加热槽的设计
5.2.2 蒸气冷凝器的设计
5.2.3 支架的设计
5.2.4 真空气液分离罐的设计
5.2.4.1 筒体的设计
5.2.4.2 封头的设计
5.2.4.3 支座的设计
5.3 辅助设备与说明
5.3.1 试验仪器
5.3.2 中试主要设备及说明
5.4 中试试验操作
5.4.1 重金属废水循环系统操作
5.4.2 真空系统操作
5.4.3 膜清洗剂冲洗系统操作
5.5 中试试验结果
5.6 本章小结
第六章 NACE膜蒸发器的清洗与维护
6.1 膜蒸发器污染的形成机理与危害
6.1.1 膜蒸发器结垢机理
6.1.2 膜蒸发器结垢危害
6.2 膜蒸发器清洗剂除垢机理与清洗剂选择
6.2.1 除垢机理
6.2.2 膜清洗剂选择
6.3 NACE膜蒸发器最佳清洗剂筛选试验
6.3.1 清洗试验设计
6.3.2 试验结果及总结
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件
本文编号：3170693
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 重金属废水处理的国内外研究现状
1.2.1 重金属废水的特性分析
1.2.2 重金属废水处理技术发展与现状
1.2.2.1 沉淀法
1.2.2.2 吸附法
1.2.2.3 电化学法
1.2.2.4 生物化学法
1.2.2.5 反渗透膜法
1.2.2.6 超滤膜法
1.2.2.7 纳滤膜法
1.3 膜蒸馏技术
1.3.1 原理概述
1.3.2 膜蒸馏主要分类
1.3.2.1 直接接触式膜蒸馏
1.3.2.2 气体吹扫式膜蒸馏
1.3.2.3 气隙式膜蒸馏
1.3.2.4 真空式膜蒸馏
1.3.3 NACE膜蒸馏技术
1.3.3.1 技术简介
1.3.3.2 NACE膜蒸馏的传质机理
1.3.4 膜蒸馏技术应用领域与展望
1.3.4.1 无水乙醇的生产
1.3.4.2 海水和苦咸水的淡化
1.3.4.3 化学物质的浓缩和回收
1.3.4.4 废水处理
1.4 研究内容
1.5 本章小结
第二章 平台搭建与试验方法
2.1 平台搭建
2.1.1 技术路线
2.1.2 试验设计
2.2 试验方法
2.3 试验仪器与试剂
2.3.1 试验仪器
2.3.2 试验试剂
第三章 透膜量与金属离子截留率的影响参数试验研究
3.1 影响参数对透膜量和金属离子截留率的单因素影响试验
3.1.1 金属离子价态对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.1.2 膜冷侧真空度对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.1.3 膜热侧温度对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.1.4 重金属废水浓度对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.1.5 重金属废水的pH值对透膜量和金属离子截留率的影响试验
3.2 金属离子截留率的影响参数正交试验
3.2.1 田口设计
3.2.2 田口设计分析
3.2.2.1 试验数据处理
3.2.2.2 优组合参数初选
3.3 本章小结
第四章 透膜量影响参数的筛选与优化
4.1 试验设计
4.2 因素筛选
4.3 试验条件优化
4.4 响应曲面图
4.5 模型预测与验证
4.6 本章小结
第五章 优化透膜量操作条件筛选结果的应用试验研究
5.1 中试试验流程
5.2 中试平台部分设计
5.2.1 废水加热槽的设计
5.2.2 蒸气冷凝器的设计
5.2.3 支架的设计
5.2.4 真空气液分离罐的设计
5.2.4.1 筒体的设计
5.2.4.2 封头的设计
5.2.4.3 支座的设计
5.3 辅助设备与说明
5.3.1 试验仪器
5.3.2 中试主要设备及说明
5.4 中试试验操作
5.4.1 重金属废水循环系统操作
5.4.2 真空系统操作
5.4.3 膜清洗剂冲洗系统操作
5.5 中试试验结果
5.6 本章小结
第六章 NACE膜蒸发器的清洗与维护
6.1 膜蒸发器污染的形成机理与危害
6.1.1 膜蒸发器结垢机理
6.1.2 膜蒸发器结垢危害
6.2 膜蒸发器清洗剂除垢机理与清洗剂选择
6.2.1 除垢机理
6.2.2 膜清洗剂选择
6.3 NACE膜蒸发器最佳清洗剂筛选试验
6.3.1 清洗试验设计
6.3.2 试验结果及总结
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
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