混凝—纳滤处理硅胶废水实验研究
我国水资源短缺、人均占有量很低，而水污染却非常严重。随着人口的增长和国民经济的发展，水资源供需矛盾日益突出。硅胶生产属于高耗水行业，硅胶废水也是工业生产领域的一个重要污染源。本文以硅胶废水治理回用的需要为出发点，研究了膜分离技术处理硅胶废水的参数条件，为实际工程应用提供参考。
本文针对硅胶废水的特点，选择混凝作为纳滤的预处理。在混凝沉淀的预处理实验中，试验考察了混凝剂种类、混凝剂投药量、pH值等对除硅效果的影响。通过一系列试验筛选出最合适的絮凝剂为氯化铝，并对影响混凝效果的各种操作条件进行了优化。预混凝处理的最佳运行条件为：氯化铝投加量为120mg/L，pH值7.5－9.5，总搅拌时间在4min左右，搅拌后静置60min。在最佳条件下，硅的去除率大于93％，出水SiO2的含量低于20mg/L。
在混凝基础上，实验研究了纳滤系统的运行参数(操作压力、操作时间以及进水水温)对纳滤膜的运行状况和分离性能的影响。用溶解－扩散模型解释了操作压力对膜通量、分离性能的影响规律：随操作压力的增加，膜通量增大，系统对离子去除率先增大后减小。根据膜运行时间增加出现的膜通量下降、去除率降低的现象，揭示了运行时间对膜的影响规律。用溶解－扩散模型和Arrhenius方程就进水水温对膜的影响做了分析。在试验范围内，NFI膜对硫酸钠的截留率在99％以上，产水电导率小于170μs·cm－1；NFII膜对硫酸钠的截留率大于98％，产水电导率小于370μs·cm－1，可满足不同用水要求。
针对膜过程的操作特性和污染物特点设计了几种膜清洗方法，同时借助扫描电镜分析综合考察了膜清洗效果和膜污染机制。研究发现，引起膜污染的主要原因是浓差极化，采用0.1％NaOH+1％Na2－EDTA(pH=12)溶液和0.2％盐酸(pH=2)溶液进行复合清洗，几乎使膜通量得到完全恢复。
实验结果表明，混凝－纳滤系统在技术上可行，可以有效去除原水中硅、硫酸钠、硬度等。产水最好的水质能达到自来水的水质指标，可以满足一般企业的回用要求，是处理硅胶废水的一种有效方法。
硅胶废水;混凝-纳滤处理技术;膜污染;膜清洗
中国海洋大学
硕士
化学工程
高从堦
2009
中文
X703
73
2009-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）