毕业设计（论文）开题报告
题目名称: 超滤膜在污水处理中的应用 学生姓名 专业 化工工艺 一、前言 班级 水是一切生命赖以生存，社会经济发展不可缺少和不可替代的重要自然资源和环境要素。但是，现代社会的人口增长、工农业生产活动和城市化的急剧发展，对有限的水资源及水环境产生了巨大的冲击。在全球范围内，水质的污染、需水量的迅速增加以及部门间竞争性开发所导致的不合理利用，使水资源进一步短缺，水环境愈加恶化，严重地影响了社会经济的发展，威胁着人类的福祉。 目前“水”存在的两大主要问题：水资源短缺；水污染严重。超滤在污水处理中应用将在一定程度上解决水污染的问题。 与传统分离方法相比，超滤技术具有以下特点： 1. 滤过程是在常温下进行，条件温和无成分破坏，因而特别适宜对热敏感的物质，如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集。 2. 滤过程不发生相变化，无需加热，能耗低，无需添加化学试剂，无污染，是一种节能环保的分离技术。 3. 超滤技术分离效率高，对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效。 4. 超滤过程仅采用压力作为膜分离的动力，因此分离装置简单、流程短、操作简便、易于控制和维护。 5. 超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50%的浓度。 二、国内外研究综述 超滤膜的产生及其我国发展的情况 l861年，由Schmidt所完成第一次超滤试验中，采用是天然膜材料一牛心包膜，其制膜材料完全是天然成分。1865年Fick用硝酸纤维制备成人工“超滤”半透膜，国外在1936年第一次把纤维素及其衍生物膜用于超滤，但在较长时期内并没有形成工业化生产。1963年，Michaels开发出不同孔径不对称CA(醋酸纤维)膜，基于CA物化性质限制，1965年开始，不断有新品种高聚物超滤膜问世，并很快商品化。在1965～1975期间，超滤膜得到大发展，膜从CA膜扩大到PS(聚砜)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PC(聚碳酸酯)、PAN(聚丙烯腈)、PEC(聚醚砜)和尼龙等多种材料超滤膜。 国内有机超滤膜研究于上世纪70年代起步，70年代初期研制成功醋酸纤维管式超滤膜，80年代研制成功聚砜中空纤维膜，在此基础上，又先后研制出一批耐高温、耐腐蚀、抗污染能力强、截留性能优的膜和组件。目前已有PS、PAN、PSA、PP、PE和PVDP等十余个品种膜，经过四十余年的应用与研发，在膜种类、产品质量、工程经验和售后服务上与国外膜产品已在伯仲之间。 目前聚偏氟乙烯（PVDF）是国际上工程界和学术界公认的高抗污染膜材料，而在PVDF方面技术成熟的只有少数发达国家，如美国的Usfilter（现已被西门子收购）、日本的旭化成、加拿大的ZENOE（现已被GE收购）等。天津膜天膜是国内最早开发出PVDF系列中空纤维膜产品及成套装置的公司，也是国内在该方面技术最成熟的公司，其中空纤维微滤膜的相关研究技术上已达到国际水平，并在国内外有大量的应用。 国外膜技术现状 国际上的膜技术产业已初具规模，1998年国外上网的膜和膜设备的生产厂家及经营公司达452家。据统计，1999年世界各种膜过程中，膜与组件的销售额达47亿美元，1998年为44亿美元，在国外的分离膜销售市场中，仍以美国、日本、西欧为主，如1990年国外分离膜（不包括膜器件与装置）的年产值为22亿美元，其中美国占55%，日本占18%，西欧占23%。又如，1997年世界分离膜制品市场已达到40亿美元以上，其中美国为11亿美元，日本超过10亿美元，欧洲9.7亿美元，年平均增长速度为8%～10%。据推测，2004年前，世界膜市场的年平均增长速率将达到15%。 三、设计（或研究）的内容 超滤膜在污水处理中的应用 3.1超滤膜在纺织染料废水处理中的应用 3.2超滤膜在造纸废水处理中的应用 3.3超滤膜在制革废水处理中的应用 3.4超滤膜在屠宰废水处理中的应用 3.5超滤膜在电镀废水方面的应用 3.6超滤膜在含油废水方面的应用 3.7超滤膜在味精废水处理中的应用 3.8超滤膜在食品废水处理中的应用 3.9超滤膜在电泳漆废水处理中的应用 3.10超滤膜在印钞废水处理中的应用 四、超滤膜技术发展前景 在国外，超滤主要应用于饮用水处理，我国则主要用于工业领域的废水回用，作为反渗透的预处理。目前在国内水工业市场，超滤技术已在电力、钢铁、化工等工业废水处理领域得到较多应用。随着经济社会发展，大规模废水处理工程将越来越多，为超滤膜技术开辟了广阔的市场空间。 在国外，已经有很多自来水厂应用超滤技术生产自来水，在国内，由于资金等问题还没有应用开来。但是随着国家和地方饮用水标准的修订以及新规范的出台，超滤技术必将被越来越多的自来水厂所采用。根据水利部《21世纪中国水供求》分析，2010年后我国将开始进入严重的缺水期，而水质污染也逐渐成为我国城市安全供水的最大障碍。城市生活污水处理和中水回用将成为解决未来城市水资源危机的有效途径之一。因此超滤膜在未来市政污水处理市场将会具有广阔的市场空间。 随着生物工程、食品工业、医药工业及环境保护等方面的应用要求，超滤膜将朝着以下方向发展： （1）耐高温的合成聚合物膜和无机超滤膜的开发和研制，这类膜的主要优点是可用于高压蒸汽消毒，对生物工程及医药工业来水是极为重要的。 （2）耐污染超滤膜的研制，膜污染是超滤应用中经常遇到的难题，若对不同应用对象，选择不同耐污染的膜，无疑可大大延长膜的使用寿命，增大处理能力，减少清洗时间和次数，从而可节省投资和运行费用，这对超滤技术的扩大应用具有十分重要意义。在生物工程和医药工业中，还可提高有效成分的回收率。 总之，随着人们越来越关注人居环境和饮水安全，可以预测超滤技术将在我国未来市政水处理及饮用水处理市场得到大规模应用。 五、主要参考文献与资料获得情况 [1] Qin,Jian -Jun;Oo,Maung -Htun;Wai,Maung -Nyunt.A dual membrane UF/RO process for reclamation of spent rinse frm a nickel -plating oreration -A case study [J].Water Research,2003,37(13):3269 -3278. [2] Baek,K.;Yang,J. -W. Removal of ferriccyanide using micellar enhanced ultrafiltration (MEUF) [J]. Development in Chemical Engineering and Mineral Processing,2005,13(1 -2):137 -146. [3] Dytnersky, Yu. I.;Volcheck,K.A.;Polyanskaya N.B. Separation of multicomponent solutions using reagent ultrafiltration[J].Institution of Chemical Engineers Symposium Series,1991,1(125):273 -279. [4] Jarvinen,Gordon D.;Smith,Barbara F.;Robison,Thomas W..Removal and recovery of metal ions from process and waste streams using polymer filtration [J].Proceedings of the Engineering Foundation Conference,1999:131 -138. [5] Smith, Barbara F.; Robison, Thomas W.; Cournoyer,Michael E..Polymer filtration:A new technology for slective meatals recovery [J]. Proceedings of the Industrial Waste Conference,1997,p 559 -573. [6] Grutman R G.Membrane Filtration)The Technology of Pressure driven Crossflow Process[M]1IOP publishing Ltd,19871. [7]陆晓千,余志荣,扬海真.工业水处理和海水淡化技术应用与发展研讨会文集[C].北京,1999,6. [8]刘忠洲.全国膜及其新型分离技术在油田、石油化工、化工领域应用研讨会文集[C].北京,1999,5. [9]王立国,温建志,等.全国膜及其新型分离技术在油田、石油化工、化工领域应用研讨会论文集[C].北京,1999,5. [10]刘学铭,余若黔,梁世中.味精废水处理技术进展[J].工业水处理,1998,18(6):1~31. [11]许汉祥.味精行业的废水治理[J].轻工环保,1996,18(1):33~361. [12]吴水胜,周秀琴,刘道康.味精废水治理方案的探索[J].轻工环保,1994,16(1):1~51. [13]侯玉珍,王黎霓.超滤技术在治理味精废液中的应用[J].轻工环保,1994,16(1):6~101. [14]郑宗坤,高孔荣.超滤净化谷氨酸发酵废水的研究[J].工业水处理,1997,17(3):24~251. [15]刘庆余,李得翔,张峥.生物与超滤方法处理味精厂废水的初步研究[J].水处理技术,1991,17(2):129~1321. [16]范云双,王崇国,杜启云,等.工业水处理和海水淡化技术应用与发展研讨会文集[C].北京,1999,61. [59] In -Soung Chang*,Su -Na Kim.Wastewater treatment using membrane filtration-effect of biosolids concentrationof cake resistance [J]. Process Biochemistry 40 (2005):1307 -1314. [17] Tae-Hyun Bae,Tae-Moon Tak.Effect of TiO2 nanoparticles on fouling mitigation of ultrafiltration membranes for activated sludge filtration [J]. Journal of Membrane Science,2005,249:1 -8. [18] Tae-Hyun Bae,Tae-moon Tak.Interpretation of fouling characteristics of ultrafiltration membranes during the filtration of membrane bioreactor mixed liquor[J].Journal of Membrane Science,2005,264:151 -160. [19] Laurence Ricq,Andr6 Pierre,Jean -Claude Reggiani.Effects of proteins on electrokinetic properties of inorganic membranes during ultra-and micro-filtration[J].Journal of Membrane Science,1996,114:27 -38. ［20］《化工材料咨询报告》编委会，化工材料咨询报告［M］.北京：中国石化出版社，1999.202～242. 六、指导教师审批意见 2014年 2 月 15 日
超滤膜在污水处理中的应用 开题报告
