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《天津大学》 2006年
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混凝—吸附—微滤工艺预处理海水的研究

胡国付  
【摘要】: 在过去的20年里,反渗透海水淡化(SWRO)在工程上得到广泛应用,由此缓解了许多地方淡水缺乏的问题。之前,海水需要经过混凝、澄清、砂滤和保安过滤器等预处理后,才能进入反渗透(RO)膜组件。如今国外已经将微滤(MF)和超滤(UF)作为SWRO预处理的替代技术。而在我国,膜法作为SWRO预处理试验研究的文献报道比较少,国产MF膜预处理应用的研究未见报道。 渤海海水水质较差,且随季节、天气等波动大,为此开发出混凝-吸附-MF组合工艺预处理渤海海水,研究在较长运行时间下运行工况及出水水质,以此衡量组合工艺作为SWRO预处理的可行程度。同时设计正交试验对影响系统预处理海水能力的因素(如气水比、粉末活性炭(PAC )投加量、曝气清洗周期、曝气清洗时间)进行分析,从而对预处理工艺进行优化。 分析结果表明,在一定运行参数下,该组合工艺经过近410 h的运行,出水的水质指标SDI1 5、浊度、总铁含量、pH值等完全满足SWRO进水的水质要求,并且水质非常稳定,但是COD Mn随原水水质波动较大。 正交试验表明,投加PAC促使膜比通量急剧下降,从而大大降低该装置的海水处理能力;PAC投加量、曝气清洗时间、气水比、曝气清洗周期对装置海水处理能力的影响依次减小;不投加PAC、曝气清洗时间为20 min、气水比取10、曝气清洗周期为8 h时,装置海水处理能力最大。综合原水COD Mn含量分析认为,当原水COD Mn能经常保持在3.50 mg/L以下,推荐选用上述最优运行条件。如果大部分情况下原水CODMn高于3.50 mg/L,则推荐选用第二最优运行条件,即——PAC投加量40 mg/L、曝气清洗时间为15 min、气水比取10、曝气清洗周期为6 h。 对污染膜组件的物理、化学清洗表明,清洗后膜比通量可基本恢复;膜污染是由浓差极化、泥饼层覆盖、有机物吸附及无机物结垢沉积组成;膜表面的无机污染物主要是Mg、Al、Si、Ca、Fe等的化合物,但其对膜污染的贡献较小;膜表面微生物污染程度较轻。 在小试试验基础上展开的中试试验装置已经顺利运转数月,预处理出水完全符合SWRO的进水要求,从而表明混凝-吸附-MF预处理组合工艺过放大后可以应用于大规模海水淡化工程中。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:P747

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