【摘 要】
:
超滤(UF)技术因超滤膜价格便宜、运行能耗较低,适合在水厂中规模化应用,因而在水处理中有着较为广阔的应用前景。但运行中出现的超滤膜污染问题以及难以去除小分子溶解性有机污染物等问题,制约了超滤技术大规模推广。本论文将电活化高锰酸钾技术和超滤技术相结合,研究了电活化高锰酸钾(E-PM)耦合超滤(EUP)体系去除小分子溶解性有机污染物和缓解膜污染的可行性;对比了不同体系对小分子溶解性有机污染物去除和缓解
论文部分内容阅读
超滤(UF)技术因超滤膜价格便宜、运行能耗较低,适合在水厂中规模化应用,因而在水处理中有着较为广阔的应用前景。但运行中出现的超滤膜污染问题以及难以去除小分子溶解性有机污染物等问题,制约了超滤技术大规模推广。本论文将电活化高锰酸钾技术和超滤技术相结合,研究了电活化高锰酸钾(E-PM)耦合超滤(EUP)体系去除小分子溶解性有机污染物和缓解膜污染的可行性;对比了不同体系对小分子溶解性有机污染物去除和缓解膜污染的效能;初步研究了EUP体系对小分子溶解性有机污染物去除机理;探究了高锰酸钾(KMn O4,PM)浓度、溶液初始p H和电流密度等实验参数对EUP体系缓解膜污染的影响;探究了该体系对实际水体的适用性和能量消耗;最后,对EUP体系缓解膜污染的机理进行了研究。主要结论如下:(1)对于双氯芬酸钠(DCF)的去除,UF和E-PM体系之间存在明显的协同效应。相较于其他体系,EUP体系可以更高效且稳定的去除双氯芬酸钠、卡马西平、环丙沙星、磺胺甲恶唑和苯酚,说明EUP体系可用于水体中小分子溶解性有机污染物的去除。初步机理研究表明,EUP体系去除DCF主要归因于产生的二氧化锰(Mn O2)和三价锰(Mn(III))。(2)相较于UF、电超滤(EUF)和超滤-高锰酸钾(UP)体系,EUP体系显著提升了对膜污染的缓解效果、显著降低了可逆和不可逆污染、能有效清洗HA造成的膜污染。PM浓度的提高显著提升了EUP体系对膜污染的缓解能力,随着PM浓度增加,归一化膜通量增大,但随着投加量继续增加时,膜通量增幅不大;酸性条件相对来说更有利于降低EUP体系的膜污染,但从整体上看,初始p H对膜污染缓解的影响很小,因此在较广泛的p H范围内,EUP体系对膜污染具有较好的缓解效果;电流密度越大,膜污染的缓解效果越好。此外,阴阳离子对EUP体系缓解膜污染影响很小。当HA与DCF共存时,DCF不会对膜污染缓解效果产生负面影响,HA也不会抑制DCF的去除效果。(3)在活性物种鉴定试验中,过量的甲醇和叔丁醇对EUP体系缓解膜污染效果几乎没有影响,表明反应过程中几乎没有硫酸根自由基和羟基自由基的存在。通过紫外-可见全扫描、焦磷酸钠(PP)、二氧化锰(Mn O2)及PMSO的影响试验等分析可知,EUP体系中主要活性物种是三价锰Mn(III),此外,静电斥力对EUP体系缓解膜污染也有贡献作用。静电斥力增强了带负电荷的HA与膜表面之间的斥力。由于Mn(III)的氧化作用,溶液的HPO组分含量降低,HPI组分含量增加,HA的粒径减小,膜表面亲水性增加。由于这些因素共同作用,减少了HA在膜表面和膜孔内的积累,因此缓解了膜污染。
其他文献
我国是世界蔬菜生产和消费总量的第一大国。过去10年来,我国蔬菜种植面积与蔬菜产量平均增速为2%-4%。蔬菜种植面积和产量的不断增加使得蔬菜废物产量也急剧增加。如何有效处理蔬菜废物并使其经济且快速地资源化成为当期亟需解决的问题。蔬菜废物肥料化,通过高温好氧堆肥实现蔬菜废物还田,是一种生态环保可持续的资源化技术。然而,蔬菜废物含水率高,碳氮比失衡,易塌淹导致通风困难,难于满足好氧堆肥工艺要求。为顺利实
二氧化碳(CO2)可用于强化页岩气和煤层气(主要成分是CH4)开采,产气速度与其吸附动力学直接相关。开采后期涉及到CH4/CO2的分离,活性炭可作为吸附剂。研究CH4和CO2在页岩、煤和活性炭上的吸附动力学,对开采和分离有着重要意义。煤、页岩和活性炭都是孔径分布比较广的多孔介质,气体在不同孔径空间中的吸附速率和运移机制是不同的,即存在多个吸附过程和不同的运移机制。本论文采用多过程吸附模型分析CH4
近年来,随着矿山逐步向深部发展,巷道冒顶、岩爆等灾害时常发生,对矿山工作人员的安全和财产影响极大。基于地球物理的微震监测技术可通过处理分析传感器接收的微震信号而获得震源位置、震源机制等信息,在矿山、隧道等工程领域中发挥着极为重要的作用。微震监测技术主要包括:传感器布置网络优化、微震监测数据处理和微震事件定位等。其中,微震事件定位研究是核心问题,其定位精度主要受震源定位方法、P波初至拾取、微震信号质
以装配式建筑为研究对象,用文献分析法构建包括设计、生产、运输、安装阶段的装配式建筑成本影响因素指标体系,再通过AHP法和熵权法对其影响因素进行分析与评价,明确装配式建筑各阶段的关键影响因素,并提出具体的对策和建议。
高浓度氨氮工业废水由于成分复杂,可生化性差,传统脱氮方法已无法满足其处理要求,电催化氧化技术具有简便、高效、无二次污染等优点,能够克服传统生物脱氮工艺面临的微生物毒害问题,目前已经成为高浓度氨氮工业废水处理的研究热点之一。电催化氧化技术中电极材料是决定反应速率的重要因素,Pt及Pt基催化剂因其良好的催化性能成为氨氮电催化材料的首选,然而价格昂贵,易中毒失活等问题限制了Pt及Pt基材料的发展。因此,
农业非点源污染已成为影响水环境质量的主要污染源。为削减滇池流域的农业非点源污染入湖量,从“九五”至今已构建起完善的环湖截污工程,通过智能化平台控制其有效运行。其中,在农灌沟渠末端、截污干渠前端的沉砂截流井对截流量的控制效果将直接影响环湖截污工程对农业非点源污染的削减效能。然而,无论是现阶段采用的人工手动控制模式,还是未来采用的“液位-时间”控制模式,沉砂截流井都仅通过闸门的启闭控制截流量,对截流量
利用超临界CO2代替水强化页岩气开发不仅可提高页岩气的产量,同时还能实现CO2封存,减少CO2排放。超临界CO2与页岩相互作用可以改变页岩内部矿物组分和微观结构,进而导致其力学性质发生改变。其中,表征岩石抵抗张拉裂纹扩展能力的Ⅰ型断裂韧性作为页岩压裂中最基本的力学参数和断裂模式,它直接影响页岩气储层体积改造效果。但目前超临界CO2作用页岩后Ⅰ型断裂韧性的变化规律及影响机理尚不明确。因此,开展超临界
膜蒸馏技术具备高效脱盐、浓缩减量和资源回收的优势,能够有效处理以页岩气采出水为代表的高盐有机废水。但疏水膜存在污染和润湿的问题,且目前改性疏水膜难以突破通透性与抗污染/润湿性的权衡效应,制约了膜蒸馏的应用。因此,亟待开发高通透性、超疏水性、高抗污染与润湿性的新型疏水膜。本研究提出基于碳纳米管(CNT)表面改性策略制备超疏水膜,采用以电化学阻抗谱(EIS)分析为代表的先进表征技术,考察新型超疏水膜在
传统开放式养殖模式由于缺乏水质管理,可能对周边生态环境安全产生严重危害,随着国家对环境保护的要求不断提高,传统养殖转型势在必行。基于此,研究人员开发出了生产率高且环境友好的循环水产养殖系统(Recirculation Aquaculture Systems,RAS),被认为是未来水产养殖业发展的必然趋势。但在实际养殖过程中,随着养殖水的不断循环,水中的NH4+-N、NO2.-N和NO3.-N等含氮
效能稳定性的提升是猪粪废水厌氧消化(Anaerobic Digestion,AD)面临的关键性难题,为探析生物炭及铁改性生物炭一次性投加对不同胁迫条件下猪粪废水AD反应器性能、微生物群落结构等的持续影响,本研究以猪粪废水为发酵底物,进行了串联批次厌氧消化试验,向高本底酸浓度(5393.35 mg/L)的猪粪废水AD反应器中引入了3000、4500及6000 mg/L的氨氮负荷,模拟不同的氨胁迫条件