两级UF提取MBR-NF浓缩液中腐植酸工艺研究

作     者：林智华 

作者单位：福州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许玉东

授予年度：2015年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：渗滤液 MBR-NF浓缩液 腐植酸 超滤 回收 Fenton 

摘      要：渗滤液MBR-NF浓缩液中含有高浓度的腐植酸(Humic Substances,HS),可生化性极差,是渗滤液处理实现无害化的一大技术瓶颈,但可考虑对HS进行资源回收。本课题以垃圾填埋场及焚烧厂混合渗滤液MBR-NF浓缩液为原料,采用两级超滤(Ultrafiltration,UF)主体工艺分离回收MBR-NF浓缩液中腐植酸,集成了工程应用所需的两级UF主体系统和辅助系统。通过工业性生产实验,考察两级UF系统的运行性能,并对一级UF透过液进行Fenton处理研究。在一级UF过程中,增大操作压力可提高膜通量,并有利于有机物的截留,但不利于脱盐;提升料液温度可提高膜通量,但对有机物富集和脱盐影响不大;实验范围内的pH变化对超滤分离特性影响不大。随着CF增大,膜通量线性降低,有机物的截留率线性增大;HS中部分小分子富里酸(Fulvic Acid,FA)会透过膜流失,而胡敏酸(Humic Acid,HA)则几乎被截留,两者的浓度在不断升高,FA占了 HS中的绝大部分,但HA的富集倍数明显高于FA;无机盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-富集较快,而C1-出现负截留现象;HS的回收率和脱盐率呈对数下降;分离因子(SF)线性升高,说明有机物与无机盐得到有效的分离;重金属除Cu、Co和Ni外,其余重金属离子的富集倍数都较低。在二级UF过程中,操作压力、温度、pH等操作条件对膜分离特性影响规律与一级UF相似,而CF的影响特性不尽一致。随着CF增大,膜通量降低和有机物截留率升高的幅度比一级UF都大,而HA和FA的浓度、富集倍数、HS中两者所占比重随CF的变化规律与一级UF相似;无机盐中的Ca2+、Mg2+、S042-继续富集,但速度变慢,而Cl-负截留现象更加明显;HS的回收率和脱盐率则继续下降,最终分别为63%和51%;SF仍呈现出线性增大的趋势,说明二级UF能进一步将有机物和无机盐进行有效分离;除Ba和As外,其它重金属离子有一定的富集。二级UF的最终浓缩液中HS含量达到《含腐植酸水溶肥料》的标准要求,重金属含量也均符合相关标准。采用Fenton法处理一级UF透过液的纳滤浓缩液,结果表明在最佳反应条件下:Fe2+投加量为 0.07mol/L,n(H202)/n(Fe2+)为 3,初始 pH 值不调,COD 和 UV254的去除率分别达到61.2%和88.1%,B/C比从0.006升高至0.067;Fenton法处理一级UF透过液的纳滤浓缩液的COD去除过程符合二级反应动力学方程。