电场对平板陶瓷膜及PVDF膜性能的影响
发布时间：2023-10-26 19:41
水资源短缺是人类社会在发展过程中面临的全球性问题,水质净化回用是缓解该问题的重要手段。膜分离技术因其具有工艺简洁、自动化程度高、出水水质优良等优点在水处理中的应用日益广泛。膜污染问题严重制约了膜技术的推广应用,因此如何减缓膜污染是膜法水处理研究的核心问题。本文应用电絮凝膜分离一体式反应器(Electrocoagulation membrane reactor,ECMR),将微滤平板陶瓷膜膜组件置于电化学系统的电场区域,研究絮凝和电场的协同作用对腐殖酸的去除效果,膜污染缓解情况,以及电场对平板陶瓷膜和PVDF膜膜污染影响变化程度。ECMR(内置平板陶瓷膜)在最佳工艺参数下,对水中HA浓度为5 mg·L-1的去除率可达88.3%。能有效去除水中HA,其HA的去除效率明显高于EC-MF、MF及EC。ECMR(内置平板陶瓷膜)减缓膜污染的最佳工艺参数为:电流密度J=10 A·m-2、初始pH=7、初始电导率σ00=100 μS·cm-1、电解时间30 min条件下,膜通量稳定在93%-95%之间。且较高电流密度和弱酸性pH有利于提高膜通量。与EC-MF平板陶瓷膜相比,达到稳定状态时时间提高了 ...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景
1.2 国内外膜污染研究现状
1.3 膜分离技术
1.4 膜的材料、结构、机理不同分类
1.4.1 按膜材料分类
1.4.2 按膜结构分类
1.4.3 按照分离机理分类
1.5 膜处理技术种类分类
1.5.1 超滤
1.5.2 微滤
1.5.3 纳滤
1.5.4 反渗透
1.6 膜的过滤模式
1.7 膜污染表征
1.7.1 扫描电子显微镜
1.7.2 接触角
1.7.3 衰减全反射-傅立叶变换红外光谱(ATR-FTR)
1.7.4 X射线能谱(EDX)
1.8 膜污染的主要成因与控制
1.8.1 有机污染
1.8.2 颗粒物污染
1.8.3 无机污染
1.8.4 生物污染
1.9 控制膜污染方法
1.9.1 改变膜材料性质减缓膜污染
1.9.2 改变待处理水理化性质减缓膜污染
1.9.3 改变运行模式减缓膜污染
1.9.4 预处理减缓膜污染
1.10 主要研究内容和技术路线
1.10.1 主要研究内容
1.10.2 技术路线
1.10.3 研究目的和意义
2 电絮凝膜分离反应器去除水中腐殖酸
2.1 引言
2.2 实验材料和方法
2.2.1 材料和实验用水
2.2.2 ECMR、EC-MF、EC、MF装置
2.2.3 分析方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 ECMR工艺除HA的运行效果
2.3.2 电流密度对ECMR装置HA去除率的影响
2.3.3 pH对ECMR装置HA去除率的影响
2.3.4 HA初始浓度对ECMR装置HA去除率的影响
2.3.5 电导率对ECMR装置HA去除率的影响
2.3.6 膜污染情况分析
2.4 本章小结
3 调控絮体形态减缓电絮凝膜分离反应器膜污染
3.1 引言
3.2 实验材料和方法
3.2.1 材料和配水
3.2.2 实验装置设计
3.2.3 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 ECMR内置平板陶瓷膜装置运行效果
3.3.2 电流密度对ECMR装置防污性能和的影响
3.3.3 pH对ECMR装置防污性能的影响
3.3.4 HA浓度对ECMR装置膜通量的影响
3.3.5 电场强度对ECMR装置防污性能的影响
3.3.6 膜污染评估和膜的清洗
3.4 本章小结
4 电场对平板陶瓷膜和PVDF膜性能的影响
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 材料和化学物质
4.2.2 ECMR装置和膜污染实验
4.2.3 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 ECMR内置平板陶瓷膜和PVDF膜效能对比
4.3.2 ECMR和EC-MF工艺应用平板陶瓷膜和PVDF膜膜表面性能对比
4.3.3 不同电场强度下平板陶瓷膜和PVDF膜膜通量及性能对比
4.3.4 平板陶瓷膜和PVDF膜的能耗比较
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3856860
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题的研究背景
1.2 国内外膜污染研究现状
1.3 膜分离技术
1.4 膜的材料、结构、机理不同分类
1.4.1 按膜材料分类
1.4.2 按膜结构分类
1.4.3 按照分离机理分类
1.5 膜处理技术种类分类
1.5.1 超滤
1.5.2 微滤
1.5.3 纳滤
1.5.4 反渗透
1.6 膜的过滤模式
1.7 膜污染表征
1.7.1 扫描电子显微镜
1.7.2 接触角
1.7.3 衰减全反射-傅立叶变换红外光谱(ATR-FTR)
1.7.4 X射线能谱(EDX)
1.8 膜污染的主要成因与控制
1.8.1 有机污染
1.8.2 颗粒物污染
1.8.3 无机污染
1.8.4 生物污染
1.9 控制膜污染方法
1.9.1 改变膜材料性质减缓膜污染
1.9.2 改变待处理水理化性质减缓膜污染
1.9.3 改变运行模式减缓膜污染
1.9.4 预处理减缓膜污染
1.10 主要研究内容和技术路线
1.10.1 主要研究内容
1.10.2 技术路线
1.10.3 研究目的和意义
2 电絮凝膜分离反应器去除水中腐殖酸
2.1 引言
2.2 实验材料和方法
2.2.1 材料和实验用水
2.2.2 ECMR、EC-MF、EC、MF装置
2.2.3 分析方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 ECMR工艺除HA的运行效果
2.3.2 电流密度对ECMR装置HA去除率的影响
2.3.3 pH对ECMR装置HA去除率的影响
2.3.4 HA初始浓度对ECMR装置HA去除率的影响
2.3.5 电导率对ECMR装置HA去除率的影响
2.3.6 膜污染情况分析
2.4 本章小结
3 调控絮体形态减缓电絮凝膜分离反应器膜污染
3.1 引言
3.2 实验材料和方法
3.2.1 材料和配水
3.2.2 实验装置设计
3.2.3 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 ECMR内置平板陶瓷膜装置运行效果
3.3.2 电流密度对ECMR装置防污性能和的影响
3.3.3 pH对ECMR装置防污性能的影响
3.3.4 HA浓度对ECMR装置膜通量的影响
3.3.5 电场强度对ECMR装置防污性能的影响
3.3.6 膜污染评估和膜的清洗
3.4 本章小结
4 电场对平板陶瓷膜和PVDF膜性能的影响
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 材料和化学物质
4.2.2 ECMR装置和膜污染实验
4.2.3 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 ECMR内置平板陶瓷膜和PVDF膜效能对比
4.3.2 ECMR和EC-MF工艺应用平板陶瓷膜和PVDF膜膜表面性能对比
4.3.3 不同电场强度下平板陶瓷膜和PVDF膜膜通量及性能对比
4.3.4 平板陶瓷膜和PVDF膜的能耗比较
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3856860
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