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《天津大学》 2012年
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去除石化反渗透浓水中有机污染物的研究

赵春霞  
【摘要】:双膜工艺(微滤/超滤-反渗透)作为污水资源化的典型工艺,可从城市污水或工业废水中获得70%~75%的高品质再生水,具有良好的环境、经济双重效益,但同时也产生了25%~30%的反渗透浓水(ROC)。ROC中的有机污染物也因而比系统进水高了2~3倍,且通常为难生物降解的溶解性有机物(DOM),可能包括一些环境优先污染物。ROC如果未经处理而直接排放,将对水环境产生严重的污染;如果未经浓缩而氧化降解,吨水能耗较高;如果直接采用RO工艺浓缩,很容易造成膜污染。 相比活性炭吸附ROC,电催化法能耗较高,臭氧氧化法受水质影响较大。粉末活性炭(PAC)由于分散程度高,微孔堵塞影响小,达到吸附平衡所需时间短,所以对DOM的去除效果优于颗粒活性炭和活性炭纤维。另外,PAC-MF工艺的出水中没有悬浮物和胶体,符合RO工艺的进水要求,使用过的PAC可排入生化处理单元,以提高生化处理的效果并改善污泥脱水性能。 对于未知的多组分吸附体系,通过烧杯实验证实了PAC吸附DOM的多级吸附容量方程,进而建立了累积二级逆流吸附实验方法及简单的出水水质预测模型,并采用微滤杯实验和柱实验验证了该工艺的稳定性和可行性。当PAC投量为0.6 g/L时,炼油废水的ROC中,COD和DOC的去除率可分别达到70%和71%,比单级吸附工艺可节省42.8%的PAC投量。 因多组分体系的吸附质初始浓度会影响吸附等温线的常数,所以引入响应曲面实验(RSM)得到的函数方程,对PAC-MF累积二级逆流吸附预测模型进行完善。采用自控柱实验来验证该工艺的稳定性和预测模型的准确性,当PAC投量为0.48 g/L时,石化废水的ROC中,COD和DOC分别由94.14 mg/L和25.61 mg/L平均降至36.85 mg/L和6.976 mg/L(模型理论值分别为39.23 mg/L和7.996 mg/L)。由于柱反应器内累积PAC的吸附作用,实测值略低于理论值,但完全可达到再次进入RO工艺的水质要求,并可通过UV_(254)值的变化来监测水质情况。 采用正交实验制备钛基催化涂层(Ti/Sb-SnO_2)型稳阳极(DSA),聚合物前驱体制得的涂层均匀且结晶度较好,进行苯酚饱和PAC的电再生实验,再生效率可达到47.97%,能耗为5.3 kW·h/kgPAC。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703

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【参考文献】
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