臭氧-CNT膜改性联用工艺缓解PVDF膜污染进程研究
发布时间：2023-04-30 03:38
超滤技术是近几十年应用于污水再生回用领域的重要工艺。然而,超滤膜的污染问题一直阻碍着超滤技术的发展和进一步推广应用。目前,很少有人进行臭氧-碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)膜改性联用工艺对有机超滤膜污染进程的影响研究,尤其是聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride,PVDF)这种应用广泛的膜材质。本课题以实际生活污水二级出水作为研究对象,研究了臭氧-CNT膜改性联用工艺运行中临界通量、阈通量以及低通量下膜污染情况,并且对出水水质进行分析,探究了有机污染与生物污染对膜污染进程的影响。臭氧-CNT膜改性联用工艺临界通量与膜污染的研究表明,膜的抗污染性能随CNT负载量的增加而增加,当CNT负载为3 g?m-2和5 g?m-2时,两组实验膜组件跨膜压差(Trans-Membrane Pressure,TMP)增长曲线近乎重叠,表明抗污染性能大致相同。高臭氧投量能够更加缓解出水水质,但会加剧膜污染。综合考虑低臭氧投量(mgO3?mgDOC-1)下负载CNT为3g?m
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 我国水资源现状及污水再生状况
1.1.2 超滤膜工艺特点及应用
1.2 膜污染的定义、分类及运行中的影响因素
1.2.1 膜污染的定义及分类
1.2.2 影响膜污染的因素
1.3 膜改性技术对膜污染的缓解
1.3.1 膜改性技术的分类及特点
1.3.2 常见的碳纳米管改性技术
1.4 膜前预处理对膜污染的缓解作用
1.4.1 混凝、过滤及吸附
1.4.2 臭氧预氧化
1.5 研究内容、意义及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究意义
1.5.3 技术路线
第2章 实验材料与分析方法
2.1 实验材料
2.1.1 二级出水
2.1.2 膜材料
2.1.3 碳纳米管
2.2 实验装置及方法
2.2.1 连续流PVDF中空纤维超滤膜过滤装置
2.2.2 PVDF片式膜过滤装置
2.2.3 臭氧氧化装置
2.2.4 膜改性
2.2.5 临界通量的测定
2.2.6 阈通量的测定
2.3 实验测试方法及仪器
2.3.1 溶解性有机碳(DOC)的测定
2.3.2 紫外吸收值(UV254)的测定
2.3.3 三维荧光光谱(EEM)分析
2.3.4 共聚焦激光扫描电镜(CLSM)分析
第3章 臭氧-CNT 膜改性联用工艺临界通量的确定与膜污染研究
3.1 引言
3.2 实验装置及方法
3.2.1 连续流PVDF中空纤维超滤膜过滤装置
3.2.2 分析方法
3.3 臭氧-CNT膜改性联用工艺临界通量的确定及污染进程
3.3.1 CNT负载量对膜纯水通量的影响
3.3.2 臭氧-CNT膜改性联用工艺对临界通量的影响
3.3.3 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺对膜污染进程的影响
3.4 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水水质分析
3.4.1 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水DOC分析
3.4.2 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水UV254分析
3.4.3 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水EEM分析
3.5 本章小结
第4章 臭氧-CNT 膜改性联用工艺阈通量的确定及膜污染分析
4.1 引言
4.2 实验装置及方法
4.2.1 过滤装置
4.2.2 分析方法
4.3 臭氧-CNT膜改性联用工艺阈通量的确定及污染进程
4.3.1 臭氧-CNT膜改性联用工艺阈通量的确定
4.3.2 阈通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺的污染进程
4.4 臭氧-CNT膜改性联用工艺碳平衡实验
4.4.1 碳平衡实验过滤阶段
4.4.2 碳平衡实验分析
4.5 本章小结
第5章 臭氧-CNT 膜改性联用工艺缓解超滤膜生物污染研究
5.1 引言
5.2 实验装置及方法
5.2.1 连续流PVDF中空纤维超滤膜过滤装置
5.2.2 分析方法
5.3 低通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺生物污染情况
5.3.1 低通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺污染进程
5.3.2 低通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水水质分析
5.3.3 CLSM对低通量长期运行下超滤膜的表面观测
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3806344
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 我国水资源现状及污水再生状况
1.1.2 超滤膜工艺特点及应用
1.2 膜污染的定义、分类及运行中的影响因素
1.2.1 膜污染的定义及分类
1.2.2 影响膜污染的因素
1.3 膜改性技术对膜污染的缓解
1.3.1 膜改性技术的分类及特点
1.3.2 常见的碳纳米管改性技术
1.4 膜前预处理对膜污染的缓解作用
1.4.1 混凝、过滤及吸附
1.4.2 臭氧预氧化
1.5 研究内容、意义及技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究意义
1.5.3 技术路线
第2章 实验材料与分析方法
2.1 实验材料
2.1.1 二级出水
2.1.2 膜材料
2.1.3 碳纳米管
2.2 实验装置及方法
2.2.1 连续流PVDF中空纤维超滤膜过滤装置
2.2.2 PVDF片式膜过滤装置
2.2.3 臭氧氧化装置
2.2.4 膜改性
2.2.5 临界通量的测定
2.2.6 阈通量的测定
2.3 实验测试方法及仪器
2.3.1 溶解性有机碳(DOC)的测定
2.3.2 紫外吸收值(UV254)的测定
2.3.3 三维荧光光谱(EEM)分析
2.3.4 共聚焦激光扫描电镜(CLSM)分析
第3章 臭氧-CNT 膜改性联用工艺临界通量的确定与膜污染研究
3.1 引言
3.2 实验装置及方法
3.2.1 连续流PVDF中空纤维超滤膜过滤装置
3.2.2 分析方法
3.3 臭氧-CNT膜改性联用工艺临界通量的确定及污染进程
3.3.1 CNT负载量对膜纯水通量的影响
3.3.2 臭氧-CNT膜改性联用工艺对临界通量的影响
3.3.3 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺对膜污染进程的影响
3.4 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水水质分析
3.4.1 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水DOC分析
3.4.2 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水UV254分析
3.4.3 临界通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水EEM分析
3.5 本章小结
第4章 臭氧-CNT 膜改性联用工艺阈通量的确定及膜污染分析
4.1 引言
4.2 实验装置及方法
4.2.1 过滤装置
4.2.2 分析方法
4.3 臭氧-CNT膜改性联用工艺阈通量的确定及污染进程
4.3.1 臭氧-CNT膜改性联用工艺阈通量的确定
4.3.2 阈通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺的污染进程
4.4 臭氧-CNT膜改性联用工艺碳平衡实验
4.4.1 碳平衡实验过滤阶段
4.4.2 碳平衡实验分析
4.5 本章小结
第5章 臭氧-CNT 膜改性联用工艺缓解超滤膜生物污染研究
5.1 引言
5.2 实验装置及方法
5.2.1 连续流PVDF中空纤维超滤膜过滤装置
5.2.2 分析方法
5.3 低通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺生物污染情况
5.3.1 低通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺污染进程
5.3.2 低通量下臭氧-CNT膜改性联用工艺出水水质分析
5.3.3 CLSM对低通量长期运行下超滤膜的表面观测
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3806344
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