渗滤液MBR-NF膜浓缩液中腐植酸的分离回收机制研究
发布时间：2023-01-25 22:40
渗滤液中含有大量难以降解的腐植酸类物质（Humic Substances, HS）,因此渗滤液的处理是垃圾填埋场及焚烧厂二次污染控制的一个难题。处理渗滤液的典型工艺MBR-NF产生的膜浓缩液中含有更高浓度的HS,可考虑对其进行分离回收。本文以垃圾填埋及焚烧厂混和渗滤液MBR-NF膜浓缩液为原料,采用“纳滤+超滤”组合工艺对其中的HS进行分离回收,考察了膜浓缩液中各组分的纳滤、超滤分离特性,揭示其分离机制,并对其工艺进行优化。纳滤分离浓缩实验表明,纳滤膜能高效截留浓缩液中有机物,对COD的截留率高达98%,压力及pH对COD截留率的影响不大,纳滤出水能直接达标排放；纳滤浓缩过程中,浓缩液COD与UV254线性关系良好；纳滤膜对其余无机盐离子的透过率均随浓缩倍数（CF）的增加而下降,但对Cl-离子为负截留；纳滤膜对重金属离子的截留率都很高。超滤提取纳滤膜浓缩液中HS时,部分小分子富里酸（FA）会透过膜流失,而胡敏酸（HA）则几乎被截留,两者的浓度在浓缩过程中不断升高,FA占了HS中的绝大部分,但HA的富集倍数明显高于FA；超滤膜对无机盐离子的截留率随CF的增加而下降；超滤分离浓缩过程中,透...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 垃圾渗滤液的产生及水质特点
1.2.1 垃圾渗滤液的产生
1.2.2 垃圾渗滤液水质特性
1.3 膜浓缩液的来源及处理方法
1.3.1 膜浓缩液的来源
1.3.1.1 纳滤浓缩液的来源
1.3.1.2 反渗透浓缩液的来源
1.3.2 膜浓缩液的水质特征
1.3.3 膜浓缩液的处理方法
1.3.3.1 回灌
1.3.3.2 蒸发
1.3.3.3 高级氧化技术
1.4 膜浓缩液中腐植酸及其分离回收技术现状
1.4.1 膜浓缩液中腐植酸的来源
1.4.2 膜浓缩液中腐植酸分离回收技术
1.5 本研究的目的、内容及技术路线
1.5.1 研究背景及意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 研究技术路线
第二章 MBR-NF膜浓缩液中腐植酸纳滤分离及其机制研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 MBR-NF膜浓缩液
2.2.2 实验装置及设备
2.2.2.1 实验装置
2.2.2.2 实验设备
2.2.3 分析方法及实验仪器
2.2.3.1 常规指标分析方法及实验仪器
2.2.3.2 重金属
2.2.3.3 无机盐离子
2.2.3.4 总溶解性固体、固定溶解性固体和挥发性溶解性固体的测定
2.3 结果与讨论
2.3.1 MBR-NF膜浓缩液水质特性
2.3.2 压力、温度和pH对膜通量的影响
2.3.2.1 膜通量与操作压力的关系
2.3.2.2 膜通量与温度的关系
2.3.2.3 膜通量与pH的关系
2.3.3 MBR-NF膜浓缩液纳滤分离特性
2.3.3.1 NF膜渗透通量与浓缩倍数的关系
2.3.3.2 COD的变化
2.3.3.3 浓缩过程中光学指标的变化
2.3.3.4 透盐率与脱盐率
2.3.3.5 无机阳离子的富集与透过情况
2.3.3.6 无机阴离子的富集与透过情况
2.3.3.7 重金属离子的富集与透过情况
2.3.4 操作压力对MBR-NF膜浓缩液纳滤分离特性的影响
2.3.4.1 渗透通量与CF的关系
2.3.4.2 COD的变化
2.3.4.3 透盐率与脱盐率
2.3.5 pH对MBR-NF膜浓缩液纳滤分离特性的影响
2.3.5.1 渗透通量与CF的关系
2.3.5.2 COD的变化
2.3.5.3 透盐率与脱盐率
2.4 小结
第三章 UF提取纳滤膜浓缩液中腐植酸及其分离机制研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验用水
3.2.2 实验装置及设备
3.2.3 实验及分析方法
3.2.3.1 腐植酸含量的测定
3.2.3.2 回收率
3.2.3.3 分离因子
3.3 结果与讨论
3.3.1 膜通量与浓缩倍数的关系
3.3.2 COD的变化
3.3.2.1 浓缩液及透过液中COD与CF的关系
3.3.2.2 COD截留率与CF的关系
3.3.3 超滤分离浓缩过程中光学指标的变化
3.3.3.1 浓缩液及透过液COD与UV_(254)的关系
3.3.3.2 浓缩液COD与E_4/E_6的关系
3.3.4 透盐率与脱盐率的变化关系
3.3.5 无机阳离子的变化
3.3.5.1 无机阳离子截留率的变化
3.3.5.2 无机阳离子的富集情况
3.3.6 无机阴离子的变化
3.3.6.1 无机阴离子截截留率的变化
3.3.6.2 无机阴离子的富集情况
3.3.7 重金属的变化
3.3.8 分离因子与CF的关系
3.3.9 腐植酸的变化
3.3.9.1 浓缩液DOM组分分布
3.3.9.2 FA和HA与CF的关系
3.3.9.3 腐植酸回收率
3.3.10 最终浓缩液主要指标分析
3.4 小结
第四章 腐植酸提取工艺的优化
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验及分析方法
4.2.2.1 常规水质指标和无机阳离子含量分析方法
4.2.2.2 X-射线衍射(XRD)分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 截留液及透过液析出物X-射线衍射分析
4.3.2 钙、镁去除实验
4.3.2.1 碳酸钠加入量对Ca、Mg去除的影响
4.3.2.2 碳酸钠加入量对有机物去除的影响
4.3.3 硫酸根沉淀实验
4.3.3.1 氯化钡加入量对SO_4~(2-)去除效果的影响
4.3.3.2 氯化钡加入量对有机物去除的影响
4.3.4 沉淀SO_4~(2-)后膜通量的变化
4.4 小结
结论
建议
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]膜生物反应器处理垃圾渗滤液研究综述[J]. 吴鹏,沈耀良. 上海环境科学. 2013 (01)
[2]垃圾填埋场渗滤液灌溉对土壤理化特征和草本花卉生长的影响[J]. 王树芹,赖娟,赵秀兰. 生态学报. 2012(19)
[3]强化混凝-光电氧化组合工艺深度处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液[J]. 魏晓云,夏鹏飞,李昂臻,侯一宁,徐颖,赵旭. 环境工程学报. 2012(09)
[4]生活垃圾焚烧厂沥滤液处理技术研究进展[J]. 叶杰旭,穆永杰,严显超,孙德智. 环境科学与技术. 2012(S1)
[5]腐殖酸共存条件下NF90纳滤膜去除水中邻苯二甲酸二丁酯[J]. 程爱华,王磊,王旭东. 水处理技术. 2012(06)
[6]生活垃圾焚烧处理技术现状及发展建议[J]. 张倩,徐海云. 环境工程. 2012(02)
[7]腐殖酸类物质对反渗透膜的污染研究[J]. 罗美莲,靖大为,马孟,李肖清,孙浩. 工业水处理. 2011(05)
[8]碟管式反渗透（DTRO）技术在垃圾渗滤液处理中的应用[J]. 左俊芳,宋延冬,王晶. 膜科学与技术. 2011(02)
[9]垃圾渗滤液处理工程实例[J]. 牛瑞胜,郭云峰,闫永久,阎登科. 环境工程. 2011(02)
[10]MBR-NF工艺处理垃圾渗滤液中试研究[J]. 黄晓军,孟了,陈石,李武,史传柳. 水处理技术. 2011(04)
博士论文
[1]生活垃圾焚烧厂渗滤液物化处理的工艺与机理研究[D]. 胡晨燕.同济大学 2006
硕士论文
[1]臭氧氧化法处理反渗透浓缩渗滤液[D]. 郑可.华南理工大学 2012
[2]不同填埋龄垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理方法的试验研究[D]. 黄进刚.青岛理工大学 2009
[3]操作因素对纳滤膜分离性能的影响[D]. 彭辉.四川大学 2005
本文编号：3731872
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 垃圾渗滤液的产生及水质特点
1.2.1 垃圾渗滤液的产生
1.2.2 垃圾渗滤液水质特性
1.3 膜浓缩液的来源及处理方法
1.3.1 膜浓缩液的来源
1.3.1.1 纳滤浓缩液的来源
1.3.1.2 反渗透浓缩液的来源
1.3.2 膜浓缩液的水质特征
1.3.3 膜浓缩液的处理方法
1.3.3.1 回灌
1.3.3.2 蒸发
1.3.3.3 高级氧化技术
1.4 膜浓缩液中腐植酸及其分离回收技术现状
1.4.1 膜浓缩液中腐植酸的来源
1.4.2 膜浓缩液中腐植酸分离回收技术
1.5 本研究的目的、内容及技术路线
1.5.1 研究背景及意义
1.5.2 研究内容
1.5.3 研究技术路线
第二章 MBR-NF膜浓缩液中腐植酸纳滤分离及其机制研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 MBR-NF膜浓缩液
2.2.2 实验装置及设备
2.2.2.1 实验装置
2.2.2.2 实验设备
2.2.3 分析方法及实验仪器
2.2.3.1 常规指标分析方法及实验仪器
2.2.3.2 重金属
2.2.3.3 无机盐离子
2.2.3.4 总溶解性固体、固定溶解性固体和挥发性溶解性固体的测定
2.3 结果与讨论
2.3.1 MBR-NF膜浓缩液水质特性
2.3.2 压力、温度和pH对膜通量的影响
2.3.2.1 膜通量与操作压力的关系
2.3.2.2 膜通量与温度的关系
2.3.2.3 膜通量与pH的关系
2.3.3 MBR-NF膜浓缩液纳滤分离特性
2.3.3.1 NF膜渗透通量与浓缩倍数的关系
2.3.3.2 COD的变化
2.3.3.3 浓缩过程中光学指标的变化
2.3.3.4 透盐率与脱盐率
2.3.3.5 无机阳离子的富集与透过情况
2.3.3.6 无机阴离子的富集与透过情况
2.3.3.7 重金属离子的富集与透过情况
2.3.4 操作压力对MBR-NF膜浓缩液纳滤分离特性的影响
2.3.4.1 渗透通量与CF的关系
2.3.4.2 COD的变化
2.3.4.3 透盐率与脱盐率
2.3.5 pH对MBR-NF膜浓缩液纳滤分离特性的影响
2.3.5.1 渗透通量与CF的关系
2.3.5.2 COD的变化
2.3.5.3 透盐率与脱盐率
2.4 小结
第三章 UF提取纳滤膜浓缩液中腐植酸及其分离机制研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验用水
3.2.2 实验装置及设备
3.2.3 实验及分析方法
3.2.3.1 腐植酸含量的测定
3.2.3.2 回收率
3.2.3.3 分离因子
3.3 结果与讨论
3.3.1 膜通量与浓缩倍数的关系
3.3.2 COD的变化
3.3.2.1 浓缩液及透过液中COD与CF的关系
3.3.2.2 COD截留率与CF的关系
3.3.3 超滤分离浓缩过程中光学指标的变化
3.3.3.1 浓缩液及透过液COD与UV_(254)的关系
3.3.3.2 浓缩液COD与E_4/E_6的关系
3.3.4 透盐率与脱盐率的变化关系
3.3.5 无机阳离子的变化
3.3.5.1 无机阳离子截留率的变化
3.3.5.2 无机阳离子的富集情况
3.3.6 无机阴离子的变化
3.3.6.1 无机阴离子截截留率的变化
3.3.6.2 无机阴离子的富集情况
3.3.7 重金属的变化
3.3.8 分离因子与CF的关系
3.3.9 腐植酸的变化
3.3.9.1 浓缩液DOM组分分布
3.3.9.2 FA和HA与CF的关系
3.3.9.3 腐植酸回收率
3.3.10 最终浓缩液主要指标分析
3.4 小结
第四章 腐植酸提取工艺的优化
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验及分析方法
4.2.2.1 常规水质指标和无机阳离子含量分析方法
4.2.2.2 X-射线衍射(XRD)分析
4.3 结果与讨论
4.3.1 截留液及透过液析出物X-射线衍射分析
4.3.2 钙、镁去除实验
4.3.2.1 碳酸钠加入量对Ca、Mg去除的影响
4.3.2.2 碳酸钠加入量对有机物去除的影响
4.3.3 硫酸根沉淀实验
4.3.3.1 氯化钡加入量对SO_4~(2-)去除效果的影响
4.3.3.2 氯化钡加入量对有机物去除的影响
4.3.4 沉淀SO_4~(2-)后膜通量的变化
4.4 小结
结论
建议
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]膜生物反应器处理垃圾渗滤液研究综述[J]. 吴鹏,沈耀良. 上海环境科学. 2013 (01)
[2]垃圾填埋场渗滤液灌溉对土壤理化特征和草本花卉生长的影响[J]. 王树芹,赖娟,赵秀兰. 生态学报. 2012(19)
[3]强化混凝-光电氧化组合工艺深度处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液[J]. 魏晓云,夏鹏飞,李昂臻,侯一宁,徐颖,赵旭. 环境工程学报. 2012(09)
[4]生活垃圾焚烧厂沥滤液处理技术研究进展[J]. 叶杰旭,穆永杰,严显超,孙德智. 环境科学与技术. 2012(S1)
[5]腐殖酸共存条件下NF90纳滤膜去除水中邻苯二甲酸二丁酯[J]. 程爱华,王磊,王旭东. 水处理技术. 2012(06)
[6]生活垃圾焚烧处理技术现状及发展建议[J]. 张倩,徐海云. 环境工程. 2012(02)
[7]腐殖酸类物质对反渗透膜的污染研究[J]. 罗美莲,靖大为,马孟,李肖清,孙浩. 工业水处理. 2011(05)
[8]碟管式反渗透（DTRO）技术在垃圾渗滤液处理中的应用[J]. 左俊芳,宋延冬,王晶. 膜科学与技术. 2011(02)
[9]垃圾渗滤液处理工程实例[J]. 牛瑞胜,郭云峰,闫永久,阎登科. 环境工程. 2011(02)
[10]MBR-NF工艺处理垃圾渗滤液中试研究[J]. 黄晓军,孟了,陈石,李武,史传柳. 水处理技术. 2011(04)
博士论文
[1]生活垃圾焚烧厂渗滤液物化处理的工艺与机理研究[D]. 胡晨燕.同济大学 2006
硕士论文
[1]臭氧氧化法处理反渗透浓缩渗滤液[D]. 郑可.华南理工大学 2012
[2]不同填埋龄垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理方法的试验研究[D]. 黄进刚.青岛理工大学 2009
[3]操作因素对纳滤膜分离性能的影响[D]. 彭辉.四川大学 2005
本文编号：3731872
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