真空膜蒸馏法处理焦化废水的研究
发布时间：2021-07-04 11:44
焦化废水是焦化厂炼焦、煤气冷却以及化工产品精制过程所排放的废水,成分复杂,有机物和氨氮浓度高,排放量大、毒性强、难生物降解,是废水处理行业的难点。膜蒸馏技术作为一种新型膜分离技术,具有分离效率高、占地面积小、操作简单以及投资成本低等优点,在废水处理领域正越来越受青睐,已在印染废水、制药废水和石化废水等处理中表现出了好的应用潜力,但有关焦化废水的膜蒸馏处理,还未见报道。因此,本文对焦化废水的真空膜蒸馏（VMD）处理进行了系统的研究,主要研究内容和结论如下:（1）针对模拟焦化废水,研究了工艺参数（进料温度、进料流量、真空度）和废水水质（pH值、氨氮浓度、有机物浓度）对焦化废水VMD性能的影响。结果表明:（1）工艺参数中,进料温度和真空度对焦化废水VMD过程的总膜通量、氨通量、氨去除率、氨传质系数和氨选择性系数等性能指标的影响较大,而料液流量则影响相对较小。且在研究范围内,升高温度、增大真空度和增大流量均有利于焦化废水的VMD处理,但流量增大带来的收益非常有限。（2）焦化废水VMD处理适宜的工艺参数为:料液侧温度80℃,真空度0.09 MPa,料液流量350 L/h。（3）废水水质对焦化废水...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
焦化厂生产工艺及废水排放流程图
江苏大学硕士学位论文5溶解氧、有毒物质和营养平衡等方面均有较高要求，很难满足焦化厂的大规模处理需求[40]；生物膜法具有污泥产量低、出水质量好及容积负荷大等优点，但形成的生物膜只能自行脱落，其产生的污泥容易滞留在滤料之间，引起水质恶化，影响处理效果[41]。因此，在加大生物处理技术研究的基础上，开发探索新型的处理工艺变得尤为重要。近年来，膜蒸馏作为新兴技术之一，凭借其占地面积孝分离效率高及不产生二次污染等优点在废水处理领域快速发展[42]，关于膜蒸馏技术在不同废水处理中的应用研究也越来越多。1.2膜蒸馏技术简介膜蒸馏作为膜分离技术之一，早在20世纪60年代中期就被提出并开始研究然而，受当时技术条件的限制，膜蒸馏的效率低，因此并未受到人们的重视。直到20世纪80年代初，高分子材料和制膜工艺技术开始飞速发展，膜蒸馏技术显示出巨大的实用潜力。近年来，膜蒸馏技术的传质传热机理及其应用研究都取得了巨大的进步[43-46]。1.2.1膜蒸馏的原理膜蒸馏（MD）的工作原理为：膜两侧溶液所产生的蒸气压差驱使热侧水溶液所产生的水蒸气透过疏水微孔膜，在膜的冷侧被冷凝收集，从而达到分离、浓缩和制取纯水的目的，这与常规蒸馏中的蒸发、传质及冷凝过程十分相似[47]。该过程中同时发生着质量和热量的传递，具体传递过程如图1.2所示。图1.2膜蒸馏原理图Figure1.2Theschematicdiagramofmembranedistillation
江苏大学硕士学位论文7图1.3膜蒸馏的四种不同类型Figure1.3Fourdifferenttypesofmembranedistillation1.2.3膜蒸馏的特点膜蒸馏技术实质上是传统蒸馏工艺与膜技术的结合，与微滤、超滤和反渗透等其他膜分离技术相比，其具有以下特点[49-50]：（1）操作条件简单，占地面积小，投资成本低，可应用于技术力量较薄弱的地区；（2）分离效率高，渗透侧溶液可达蒸馏水水质标准；（3）废水回收率高，能够处理极高浓度的废水溶液，解决了反渗透溶液产生大量浓水的问题；（4）耗能低，在常温常压下即可进行，且可以利用太阳能、地热、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源。1.2.4膜蒸馏法废水处理研究进展膜蒸馏发展初期，常被运用于海水脱盐、超纯水制备、药物浓缩以及共沸化合物分离等领域，并获得了较好的效果[47]。近些年来，随着技术的发展以及废水处理要求的提高，膜蒸馏在废水处理中的应用逐渐受到众多研究者的关注，并在几类废水中展开了研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]焦化废水处理技术现状及治理趋势[J]. 郑国华. 煤炭加工与综合利用. 2019(12)
[2]高级氧化法污水处理技术综述[J]. 宋怡明,徐少伟,宋昊,钱范娜,朱烨雯. 山东化工. 2019(24)
[3]膜蒸馏在废水处理中的研究进展[J]. 庞二喜,孙国富,王卫东,徐静莉. 山东化工. 2019(23)
[4]焦化行业水污染防治现状及优化措施[J]. 刘国华. 山西化工. 2019(04)
[5]微电解-芬顿法预处理废水技术在邯钢焦化厂的应用实践[J]. 杨帆,刘欢,张东波,邵有辉. 山西化工. 2019(03)
[6]Performance and fouling mechanism of direct contact membrane distillation（DCMD） treating fermentation wastewater with high organic concentrations[J]. Yan Wu,Yun Kang,Liqiu Zhang,Dan Qu,Xiang Cheng,Li Feng. Journal of Environmental Sciences. 2018(03)
[7]焦化废水处理技术现状及研究进展[J]. 陈昌海. 污染防治技术. 2017(01)
[8]AAO与OAO工艺处理焦化废水的对比研究[J]. 汤清泉,魏宏斌,陈良才. 工业用水与废水. 2016(03)
[9]微波预处理焦化废水有机组分的GC-MS分析[J]. 孙敬,蔡昌凤,罗飞翔,丁庠生. 工业水处理. 2015(09)
[10]膜蒸馏过程的膜污染防控研究[J]. 张新妙,杨永强,王玉杰. 现代化工. 2015(09)
博士论文
[1]膜蒸馏工艺处理高浓度氨氮废水的研究[D]. 刘乾亮.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]膜蒸馏处理燃煤电厂脱硫废水的工艺研究[D]. 陈雨王飞.安徽理工大学 2019
[2]分段进水多级A/O工艺处理焦化废水效能与微生物群落研究[D]. 孙斌.北京交通大学 2018
[3]气隙式膜蒸馏处理模拟低放废液的研究[D]. 张玮钰.南华大学 2017
[4]基于PTFE平板膜的膜蒸馏技术处理垃圾渗滤液的研究[D]. 丁闩保.浙江理工大学 2015
本文编号：3264728
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
焦化厂生产工艺及废水排放流程图
江苏大学硕士学位论文5溶解氧、有毒物质和营养平衡等方面均有较高要求，很难满足焦化厂的大规模处理需求[40]；生物膜法具有污泥产量低、出水质量好及容积负荷大等优点，但形成的生物膜只能自行脱落，其产生的污泥容易滞留在滤料之间，引起水质恶化，影响处理效果[41]。因此，在加大生物处理技术研究的基础上，开发探索新型的处理工艺变得尤为重要。近年来，膜蒸馏作为新兴技术之一，凭借其占地面积孝分离效率高及不产生二次污染等优点在废水处理领域快速发展[42]，关于膜蒸馏技术在不同废水处理中的应用研究也越来越多。1.2膜蒸馏技术简介膜蒸馏作为膜分离技术之一，早在20世纪60年代中期就被提出并开始研究然而，受当时技术条件的限制，膜蒸馏的效率低，因此并未受到人们的重视。直到20世纪80年代初，高分子材料和制膜工艺技术开始飞速发展，膜蒸馏技术显示出巨大的实用潜力。近年来，膜蒸馏技术的传质传热机理及其应用研究都取得了巨大的进步[43-46]。1.2.1膜蒸馏的原理膜蒸馏（MD）的工作原理为：膜两侧溶液所产生的蒸气压差驱使热侧水溶液所产生的水蒸气透过疏水微孔膜，在膜的冷侧被冷凝收集，从而达到分离、浓缩和制取纯水的目的，这与常规蒸馏中的蒸发、传质及冷凝过程十分相似[47]。该过程中同时发生着质量和热量的传递，具体传递过程如图1.2所示。图1.2膜蒸馏原理图Figure1.2Theschematicdiagramofmembranedistillation
江苏大学硕士学位论文7图1.3膜蒸馏的四种不同类型Figure1.3Fourdifferenttypesofmembranedistillation1.2.3膜蒸馏的特点膜蒸馏技术实质上是传统蒸馏工艺与膜技术的结合，与微滤、超滤和反渗透等其他膜分离技术相比，其具有以下特点[49-50]：（1）操作条件简单，占地面积小，投资成本低，可应用于技术力量较薄弱的地区；（2）分离效率高，渗透侧溶液可达蒸馏水水质标准；（3）废水回收率高，能够处理极高浓度的废水溶液，解决了反渗透溶液产生大量浓水的问题；（4）耗能低，在常温常压下即可进行，且可以利用太阳能、地热、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源。1.2.4膜蒸馏法废水处理研究进展膜蒸馏发展初期，常被运用于海水脱盐、超纯水制备、药物浓缩以及共沸化合物分离等领域，并获得了较好的效果[47]。近些年来，随着技术的发展以及废水处理要求的提高，膜蒸馏在废水处理中的应用逐渐受到众多研究者的关注，并在几类废水中展开了研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]焦化废水处理技术现状及治理趋势[J]. 郑国华. 煤炭加工与综合利用. 2019(12)
[2]高级氧化法污水处理技术综述[J]. 宋怡明,徐少伟,宋昊,钱范娜,朱烨雯. 山东化工. 2019(24)
[3]膜蒸馏在废水处理中的研究进展[J]. 庞二喜,孙国富,王卫东,徐静莉. 山东化工. 2019(23)
[4]焦化行业水污染防治现状及优化措施[J]. 刘国华. 山西化工. 2019(04)
[5]微电解-芬顿法预处理废水技术在邯钢焦化厂的应用实践[J]. 杨帆,刘欢,张东波,邵有辉. 山西化工. 2019(03)
[6]Performance and fouling mechanism of direct contact membrane distillation（DCMD） treating fermentation wastewater with high organic concentrations[J]. Yan Wu,Yun Kang,Liqiu Zhang,Dan Qu,Xiang Cheng,Li Feng. Journal of Environmental Sciences. 2018(03)
[7]焦化废水处理技术现状及研究进展[J]. 陈昌海. 污染防治技术. 2017(01)
[8]AAO与OAO工艺处理焦化废水的对比研究[J]. 汤清泉,魏宏斌,陈良才. 工业用水与废水. 2016(03)
[9]微波预处理焦化废水有机组分的GC-MS分析[J]. 孙敬,蔡昌凤,罗飞翔,丁庠生. 工业水处理. 2015(09)
[10]膜蒸馏过程的膜污染防控研究[J]. 张新妙,杨永强,王玉杰. 现代化工. 2015(09)
博士论文
[1]膜蒸馏工艺处理高浓度氨氮废水的研究[D]. 刘乾亮.哈尔滨工业大学 2012
硕士论文
[1]膜蒸馏处理燃煤电厂脱硫废水的工艺研究[D]. 陈雨王飞.安徽理工大学 2019
[2]分段进水多级A/O工艺处理焦化废水效能与微生物群落研究[D]. 孙斌.北京交通大学 2018
[3]气隙式膜蒸馏处理模拟低放废液的研究[D]. 张玮钰.南华大学 2017
[4]基于PTFE平板膜的膜蒸馏技术处理垃圾渗滤液的研究[D]. 丁闩保.浙江理工大学 2015
本文编号：3264728
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