纳滤应用于循环冷却水排污水处理的研究

摘要

循环冷却水系统是工业企业普遍应用的生产系统，产生的排污水不仅造成水资源巨大浪费，也对水环境构成污染。排污水的再生回用已成为企业的迫切需求。本论文针对该类污水的特点及回用水质要求，开展了以纳滤为回用技术的研究。主要研究内容及结果如下:
　　(1)研究了三种典型阻垢剂对纳滤软化除盐性能的影响。阻垢剂因能与水中钙镁离子形成配位物，增加其透过纳滤膜的位阻而提高了膜的软化除盐效果，且膜的软化效果与配位效应呈正相关。含膦酸基的氨基三亚甲基瞵酸(ATMP)配位效应强于2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(PBTCA)和聚环氧琥珀酸(PESA)，其对纳滤膜NF270的软化效果优于PBTCA和PESA。在阻垢剂浓度均为20mg/L时，ATMP、PBTCA和PESA对钙离子的去除率分别为65％、55％和45％。
　　(2)研究了磁化对纳滤膜分离性能影响。磁化时间、磁场强度与纳滤膜通量呈正相关，但磁化对出水水质无明显影响。当磁场强度3000G，磁化15min后膜通量可由31L/(m2·h)提高至32.5L/(m2·h)。此外，磁化能促进阻垢剂(PESA)对钙离子的螯合作用，提高其软化效果且可改变膜面结垢的晶体形态，有利于控制膜污染。
　　(3)针对循环冷却水排污水的结垢性和纳滤水的腐蚀性，研究了纳滤处理率、回收率与稳定指数(R.S.I)的关系，获得了基于水质稳定状态下的纳滤处理率和回收率等参数，对降低系统设备规模和水处理成本具有重要价值。与现有反渗透相比，处理规模降低30％，水处理成本降低33.8％，为循环冷却水处理提供技术支撑。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 循环冷却水系统摊污水

1．1．1 敞开式循环冷却水系统概述

1．1．2 循环冷却水系统存在的问题

1．1．3 循环冷却水系统排污水来源

1．1．4 循环冷却水系统排污水的水质特点

1．1．5 循环冷却水系统排污水处理回用的意义

1．2 循环冷却水排污水处理技术

1．2．1 静电水处理

1．2．2 电吸附

1．2．3 反渗透

1．2．4 电渗析

1．2．5 纳滤

1．2．6 磁化技术

1．2．7 循环冷却水化学处理

1．3 研究目的意义和研究内容

1．3．1 研究目的意义

1．3．2 研究内容和技术路线

第2章 实验设计

2．1 实验装置

2．2 实验方案

2．2．1 阻垢剂对纳滤膜分离性能的影响

2．2．2 磁化对纳滤膜分离性能的影响

2．3．1 分析仪器

2．3．2 分析方法

第3章 阻垢剂对纳滤膜分离性能的影响

3．1 ATMP对纳滤膜分离性能的影响

3．2 PBTCA对纳滤膜分离性能的影响

3．3 PESA对纳滤膜分离性能的影响

3．4 三种阻垢剂对纳滤膜分离性能的比较

3．5 阻垢剂对纳滤膜结垢形貌的影响

3．6 本章小结

第4章 磁化对纳滤膜分离性能的影响

4．1．2 磁场强度对纳滤膜通量的影响

4．1．4 去磁化时间对纳滤膜通量的影响

4．1．5 磁化对含盐水溶液纳滤膜通量的影响

4．1．6 磁化对纳滤膜除盐效果的影响

4．2 磁化协同PESA对纳滤性能的影响

4．3 磁化协同PESA对膜面结垢形态的影响

4．4 本章小结

第5章 基于水质稳定条件下回收率对纳滤处理循环冷却水效能的影响研究

5．1 沉积物参数

5．2 基于水质稳定下，回收率对最佳处理率和回用率的影响

5．2．1 相关参数

5．2．2 回收率为50％下RSI与处理率和回收率的关系

5．2．3 回收率为70％下RSI与处理率和回收率的关系

5．2．4 回收率为80％下RSI与处理率和回收率的关系

5．2．5 水质稳定(RSI=6)时纳滤回收率对原水处理率与回用率的影响

5．3 成本及效益分析

5．3．1 反渗透系统成本计算

5．3．2 水质稳定型纳滤系统成本计算

5．3．3 反渗透系统和水质稳定型纳滤系统经济性对比

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 研究结论

6．2 展望

6．3 创新性

参考文献

在校期间发表的学术论文

致谢