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真空膜蒸馏处理氯碱厂树脂再生高盐废水的研究

真空膜蒸馏处理氯碱厂树脂再生高盐废水的研究

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作者：高俊宇北京林业大学

学位级别：硕士

氯碱厂用螯合树脂处理二次盐水中金属离子,在树脂饱和之后用酸对其再生,产生的废水为较难处理的高盐废水。本文采用真空膜蒸馏技术对树脂再生后产生的高盐废水进行了处理研究,探讨了各影响因素对渗透通量的影响,建立了数学模型与可视化... 详细信息

氯碱厂用螯合树脂处理二次盐水中金属离子,在树脂饱和之后用酸对其再生,产生的废水为较难处理的高盐废水。本文采用真空膜蒸馏技术对树脂再生后产生的高盐废水进行了处理研究,探讨了各影响因素对渗透通量的影响,建立了数学模型与可视化软件平台并分析其过程,取得了较好的效果。首先通过纯水试验,测定了本文中膜组件的传热系数。然后在此基础上结合纯水与NaCl溶液的物性参数建立了渗透通量预测模型,结果表明模拟值与实验值误差范围在5%以内,说明该传热方程在本真空膜蒸馏试验中具有很好的适用性,同时也验证了本文中的数学模型为努森扩散和粘滞流扩散的混合模型。在模拟废水处理试验中,研究了进料温度、进料流速以及渗透侧真空度对渗透通量的影响。结果表明增大操作条件能有效的增大渗透通量,且温度和真空度对通量的影响最大。利用该模型预测了渗透通量,结果表明实验值和模拟值误差范围在8%以内,说明该模型在废水中依然具有很好的适用性。同时用此模型估算了温差极化系数和浓差极化系数,结果发现温度和真空度的增大能强化极化从而提高传热与传质阻力,流速的增大能有效的减弱极化的影响。研究了长期运行试验盐度的变化对渗透通量的影响,根据结果可将渗透通量的变化可分为两个阶段:下降阶段和急剧下降阶段。对这两个阶段进行了模型模拟,结果表明只有在下降阶段模拟数据和实验数据能很好的拟合。而在急剧下降阶段由于膜污染加剧导致通量急剧的下降,通过SEM观察污染膜表面发现主要污染为盐结晶。测定了出水电导率,结果显示平均电导率为4.98 μS/cm左右,截留率大于99.99%。估算了长期运行过程中的传递阻力,结果表明传递阻力中膜污染阻力在盐度为23.5%后开始快速增大,由此选择最优浓缩点为23.5%。连续运行试验中,在连续进料流速0.048 m/s和出料流速0.035 m/s下膜通量始终稳定在15 L/(m2·h)左右,纯水产率为59.87 g/h。浓缩的废水采出后进行喷雾干燥处理,盐产品率为38.97 g/h,实现了真空膜蒸馏技术处理高盐废水的连续零排放运行。

关键词：树脂再生高盐废水真空膜蒸馏渗透通量膜污染

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