水溶性聚合物强化超滤工艺对原水中镉离子的去除研究.pdf

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1、硕士学位论文水溶性聚合物强化超滤工艺对原水中镉离子的去除研究REMOVALOFCADMIUMINRAWWATERBYENHANCEDWATER-SOLUBLEPOLYMERUlTRAFILTRATIONPROCESS牟雨希哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU991.2学校代码：10213国际图书分类号：628.162密级：公开工学硕士学位论文水溶性聚合物强化超滤工艺对原水中镉离子的去除研究硕士研究生：牟雨希导师：南军教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：环境学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991.2U.D.C:

2、628.162DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringREMOVALOFCADMIUMINRAWWATERBYENHANCEDWATER-SOLUBLEPOLYMERUlTRAFILTRATIONPROCESSCandidate：MuYuxiSupervisor：Prof.NanJunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June,2018哈

3、尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要水溶性聚合物强化超滤工艺（PEUF）是一种将高分子捕集技术和超滤膜分离技术结合的高效处理含重金属污染水的新技术。本论文采用PEUF工艺对含镉模拟污染原水进行处理。以聚丙烯酸钠（PAANA）、壳聚糖（CTS）、聚乙烯醇（PVA）作为络合剂，对比考察三者在各控制因素下对模拟污染原水中镉离子的处理效果2+和对超滤膜的污染程度，筛选最佳络合物。并在揭示Cd与聚合物络合反应机理的基础上以最佳络合物进行实验参数的优化实验，研究pH、装载比P/M、共存阳2+离子、竞争络合剂、Cd初始浓度等控制因素对其截留率和膜污染程度的影响，确定最佳工艺条件，并考察适宜本工艺的清洗方法。

4、最后对最佳聚合物进行酸解回收，并对其循环利用效能进行评价，得出以下实验结论。2+1.水溶性聚合物筛选。对Cd的处理能力从强到弱排序为PAANA>CTS>PVA；2+PAANA在低P/M时对Cd的截留率较高；三种络合剂均不适用于酸性环境下应2+用于此工艺；离子强度对PAANA-Cd体系引起影响最小；最优聚合物为PAANA。2+2+2.各控制因素对PEUF工艺对Cd的去除率影响及反应机理。PAANA与Cd2+的络合反应规律用拟一级速率方程模型可以良好拟合，其对Cd的络合容量为0.033gCd/gPAANA；随P/M、pH的增大以及共存阳离子、竞争络合剂HA浓度2+的减小，对Cd的去除率增大；P

5、/M较高时，截留率受pH下降的不利影响较小；2+2++共存阳离子影响截留率下降程度从强到弱分别为Ca>Mg>Na；竞争络合剂HA2+2+的存在造成Cd截留率降低；Cd初始浓度增加会导致其去除率的降低；中性条2+件下，PAANA处理Cd的适宜装载比为P/M=10，最佳pH为7.0。3.各控制因素对PEUF工艺引起的膜污染影响及膜清洗。随P/M增大膜污染程度增大，以可逆污染为主；酸性条件下膜污染严重，其中不可逆污染所占百分比2+2++较大；共存阳离子引起膜污染程度从强到弱排序为Ca>Mg>Na，以可逆污染为主；竞争络合剂HA的存在加重膜污染，引起不可逆污染占比增加；用2%的NaOH碱洗和3pp

6、m的NaClO洗为较好膜清洗方案，酸洗不适用于本工艺的膜清洗。4.聚合物回收与回用效果研究。在pH=2.5的条件下，一级速率模型能有效描2+述Cd与PAANA的解离动力学行为；随着体积稀释因子（VDF）增加，PAANA2+回收率减小，Cd的回收率增大；VDF=2为最佳取值，PAANA的实际回收率达到2+98.5%；通过酸解再生的聚合物循环利用效果良好，最佳条件下处理Cd的截留率较新鲜聚合物仅下降1.2%。关键词：水溶性聚合物；强化超滤；镉离子；截留率；膜污染；聚合物回收I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWater-solublepolymerenhancedultrafilt

7、rationprocess(PEUF)thatcombiningpolymercapturetechnologyandultrafiltrationmembraneseparationtechnology,isanewandefficientwaytotreatheavymetalinrawwater.Inthispaper,PEUFprocesswasusedtotreatcadmium-containingsimul