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采用超滤/纳滤双膜技术资源化处理印染废水的开题报告1. 研究背景随着纺织印染工业的发展，废水排放问题成为严重的环境问题，印染废水含有大量的颜料、阴离子染料、酚类、醛类、有机酸类等有害物质。
传统的印染废水处理方法包括物理化学方法、生物处理方法等，但这些方法存在着技术上的限制和较高的技术和运营成本。
超滤和纳滤是一种新型的废水处理技术，它们具有优良的机械和广谱性去除污染物的能力，而且不需要加入化学药品，对环境没有任何污染。
随着科技的不断发展和废水处理技术的提升，采用超滤/纳滤双膜技术对印染废水进行资源化处理，以达到国家环保政策的要求，已成为当前研究的热点和难点。
2. 研究目的本文旨在探究采用超滤/纳滤双膜技术资源化处理印染废水的可行性及其技术特点，并在此基础上提出一种高效、经济的处理方案，以期为实现印染废水的资源化利用、保护环境和推广该技术提供科学依据和借鉴。
3. 研究方法(1) 实验设计和组成以印染废水为处理对象，采用超滤和纳滤双膜技术对其进行处理，分为以下三组实验。
实验一：单超滤膜法处理印染废水实验二：单纳滤膜法处理印染废水实验三：双膜法处理印染废水(2) 实验流程实验流程如下：初次处理：印染废水先经过物理处理（如筛网、沉淀、过滤等），达到初始处理的水质要求后，进入分离膜处理系统。
超滤膜处理：先将印染废水经过超滤膜的过滤，去除大分子有机物、颜料颗粒等杂质。
纳滤膜处理：将经过超滤膜处理的水进入纳滤膜处理，去除小分子有机物、杂质和离子等，达到处理要求。
(3) 实验参数及测试指标主要参数包括进水流量、进水COD浓度、进水颜料浓度、超滤膜压力、紫外吸收值、总有机碳（TOC）、PH值、污泥体积指数（SVI）等。
(4) 实验结果分析比较三组实验的处理效率和运行情况，以实验三（超滤/纳滤双膜法）效果最佳为参照，进行优化。
4. 预期结果(1) 实验结果表明，采用超滤/纳滤双膜技术处理印染废水，可以有效地将颜料、高浓度有机物质去除，达到国家排放标准要求。
纳滤膜在污水处理中的应用现状与展望
目前，纳滤膜在污水处理中的应用主要集中在以下几个方面：
一、工业污水处理
包括电镀、印染、造纸、染色、冶金等工业废水的处理。
污染物种类复杂，浓度较高，传统的处理方法难以达到理想的处理效果。
而纳滤膜能够去除微小的有机和无机物，有效
地降低COD、BOD等污染物的浓度，从而达到高效的处理效果。
在城市污水处理中，纳滤膜主要应用于中水回用、反渗透预处理等方面。
纳滤膜能够
有效地去除悬浮固体、细菌和病毒等微生物，提高出水质量，适合于水资源短缺的地区使用。
三、海水淡化处理
纳滤膜在海水淡化处理方面的应用也越来越广泛。
由于其孔径较小，能够去除海水中
的盐分和微小的有机物，而且能够通过增加膜厚度和选择合适的纳滤材料来提高过滤效率，因此纳滤膜成为当前海水淡化处理中的主流技术之一。
展望
随着科技的不断进步，纳滤膜技术也将不断改进和完善。
未来，纳滤膜技术的应用将
更加广泛。
特别是在新型水处理工艺、食品加工、医药生产等领域，纳滤膜将有更大的应
用空间。
同时，纳滤膜的成本也将不断下降，性能将进一步提高。
未来，纳滤膜的应用将更加
普及，并逐渐取代传统的处理方法。
因此，纳滤膜技术具有广阔的市场前景，是一个极具
发展潜力的领域。
膜生物反应器去除废水中高浓度氨氮的研究膜生物反应器去除废水中高浓度氨氮的研究摘要：氨氮是废水中常见的一种有害物质，高浓度的氨氮会对环境造成严重的污染。
本研究通过使用膜生物反应器（MBR）处理高浓度氨氮废水，探索了不同操作条件下废水中氨氮去除效果。
研究结果表明，在适宜的操作条件下，膜生物反应器可以有效去除废水中高浓度氨氮，并且具有高效稳定的处理效果。
1. 引言废水中的氨氮来自于工业废水、农业废水以及生活污水等来源。
高浓度的氨氮会对水环境造成严重的污染，对生态系统以及人类健康构成威胁。
因此，寻找一种高效稳定的方法去除废水中的高浓度氨氮具有重要意义。
2. 实验设计与方法本实验选取了膜生物反应器作为处理废水中高浓度氨氮的方法，并对不同操作条件下的去除效果进行了研究。
实验设定了不同的反应温度、进水氨氮浓度、水力停留时间等操作条件，并监测了不同条件下的氨氮去除率。
3. 结果与讨论3.1 反应温度对去除效果的影响实验中设定了不同的反应温度，分别为30°C、40°C和50°C。
结果显示，随着反应温度的升高，氨氮去除率呈现上升的趋势。
当反应温度为50°C时，氨氮去除率达到最高值。
3.2 进水氨氮浓度对去除效果的影响实验中进水氨氮浓度的范围设定为200 mg/L、500 mg/L和800 mg/L。
结果显示，随着进水氨氮浓度的增加，氨氮去除率呈现下降的趋势。
当进水氨氮浓度为200 mg/L时，氨氮去除率达到最高值。
3.3 水力停留时间对去除效果的影响实验中设定了不同的水力停留时间，范围为6小时、12小时和24小时。
结果显示，在水力停留时间为12小时时，氨氮去除率达到最高值。
4. 结论本研究通过使用膜生物反应器处理废水中高浓度氨氮，探究了不同操作条件对氨氮去除效果的影响。
结果表明，在适宜的操作条件下，膜生物反应器可以高效稳定地去除废水中高浓度氨氮。
本研究为废水处理领域提供了一种有效的方法，有助于改善水环境质量，保护生态系统和人类健康4. 结果与讨论4.1 反应温度对去除效果的影响反应温度是影响膜生物反应器氨氮去除效果的重要因素。
氨氮废水处理研究国内外文献综述1 国内氨氮废水处理的研究现状对于氨氮废水的处理已引起全球环保领域的重视,近10多年来,国内外在氨氮废水处理方面开展了很多的研究,并且涌现出了许多的新技术。
对于我国而言现在已有的氨氮处理工艺有:(1)物理化学法,具体有：反渗透、吹脱法、折点氯化法、电渗析除氨氮法、沸石脱氨法、膜分离技术、MAP沉淀法和化学氧化法；⑵生物脱氮法，包括了：A/O工艺、两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理(粉末活性法）、短程硝化反硝化，这类方法可去除多类含氮化合物总氮去除率可达70%-95%[4]。
(3)生化联合法:如果是选择单一的物化方法在处理高浓度的氨氮废水时即使不会因为氨氮浓度过高而受到限制，但也不能将氨氮浓度降到足够低（如100mg/L以下）。
而生物脱氮会因为高浓度游离氨或者亚硝酸盐氮而受到抑制。
因此实际应用中常采用生化联合的方法，在生物处理前先对含高浓度氨氮的废水进行物化处理。
例如：生物活性炭流化床，膜-生物反应器技术（MBR），折点氯化法，离子交换法，等。
比如常见的MBR技术是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的一种较为常用的新型水处理技术,利用膜的组件来取代二沉池，可以达到在生物反应器中活性污泥浓度较高，从而减少污水处理设施占地，有利于大大提高反应器中活性污泥的浓度及其利用率[5]。
折点氯化一般应用于饮用水消毒，具有不受盐含量干扰，有机物含量越少氨氮处理效果越好，不产生污泥，处理效率高等优点[6.7]但是在处理过程中应对反应器内的膜进行定期的清理，因为在系统运行一段时间以后，一些有机物大分子和颗粒悬浮物会沉积在其表面或膜孔内部，使的系统出水量大大降低直至停止出水[8]。
总体而言通过利用沉浸于好氧生物池内的膜分离设备来截留槽内的活性污泥以及大分子固体物质，可使系统内活性污泥（MLSS）浓度提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上[9]。
故在膜制造技术不断提升支援下，MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，逐渐的受到人们的重视[10]。
《废水中氨氮的去除》篇一废水中的氨氮去除：技术、挑战与解决方案一、引言随着工业化和城市化的迅速发展，大量的工业废水和城市生活污水产生，这些废水中含有的氨氮浓度较高。
氨氮不仅会降低水体的氧含量，导致水生生物窒息死亡，还可能转化为有害的亚硝酸盐，影响饮用水质量。
因此，废水中氨氮的去除显得尤为重要。
本文将详细探讨废水中氨氮的去除技术、面临的挑战以及解决方案。
二、废水中的氨氮及其危害氨氮是废水中常见的污染物之一，主要来源于生活污水、工业废水以及农业废水等。
氨氮在水体中积累，会降低水体的氧含量，影响水生生物的生长和繁殖。
此外，氨氮还可能转化为亚硝酸盐，对人类健康产生潜在危害。
长期摄入含有高浓度亚硝酸盐的水可能导致人体健康问题。
三、废水中的氨氮去除技术1. 生物法：生物法是一种常用的氨氮去除技术，主要利用微生物的代谢作用将氨氮转化为无害的物质。
常见的生物法包括活性污泥法、生物膜法等。
这些方法具有处理效果好、成本低等优点，但需要较长的处理时间和适宜的微生物生长环境。
2. 物理化学法：物理化学法主要包括化学沉淀法、离子交换法、电渗析法等。
这些方法可以通过添加化学药剂或利用电场等物理手段去除废水中的氨氮。
物理化学法的处理速度快，但可能产生二次污染，需注意处理过程中产生的废弃物的处理与处置。
3. 高级氧化技术：高级氧化技术如光催化氧化、臭氧氧化等，可以通过产生强氧化剂将氨氮氧化为无害的物质。
这些方法具有处理效果好、适用范围广等优点，但设备成本较高，且可能产生其他有害物质。
四、面临的挑战尽管现有的氨氮去除技术具有一定的效果，但仍面临诸多挑战。
首先，不同来源的废水中的氨氮浓度和性质差异较大，需要针对不同的废水制定相应的处理方案。
其次，许多传统处理方法存在能耗高、成本高、易产生二次污染等问题。
此外，部分地区由于地理和环境因素，难以实现废水的有效处理和排放。
五、解决方案针对上述挑战，我们可以采取以下措施：1. 深入研究各种废水的性质和特点，开发针对不同废水的氨氮去除技术。
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2015, 5(6), 155-160Published Online December 2015 in Hans. /journal/aep/10.12677/aep.2015.56020Study on the Treatment of Ammonia-Nitrogen Wastewater of Layer-by-Layer Self-Assembly Nanofiltration MembraneShun Zhou, Linnan Zhang*, Zice Zhang1School of Science, Shenyang University of Technology, Shenyang Liaoning2School of Environment Sciences and Engineering, Peking University, BeijingReceived: Nov. 22nd, 2015; accepted: Dec. 8th, 2015; published: Dec. 11th, 2015Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractThe source and detriment of the ammonia-nitrogen wastewater and nanofiltration separation tech-nology system are summarized. Polyelectrolyte multilayer nanofiltration membranes were made by static layer-by-layer self-assembly preparation process on polysulphone (PS) ultrafiltration base membrane. The results showed that the rejection of 2 g/L Na2SO4 was 89.6% and membrane flux was60.2 L/m2·h, and the rejection of 2 g/L NaCl was about 10%, while the flux could reach 63.5 L/m2·hfor the best case. The FE-SEM and AFM of the static MPFs indicated that the prepared NF membrane surface was relatively uniform and with no defect, and the roughness was about 36.934 nm. SDS, a surface-active agent, is added to the ammonia wastewater. This method implements the interception of ammonia nitrogen; the rejection rate can reach more than 30% under 0.4 MPa.KeywordsAmmonia-Nitrogen Wastewater, Nanofiltration Membrane, Polyelectrolytes, Rejection Rate层层自组装纳滤膜处理氨氮废水的研究周顺，张林楠*，张子策1沈阳工业大学理学院，辽宁沈阳2北京大学环境工程系，北京*通讯作者。
周顺等收稿日期：2015年11月22日；录用日期：2015年12月8日；发布日期：2015年12月11日摘要概述氨氮废水的来源及危害和纳滤分离技术体系，以聚砜超滤膜为基膜，聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)为阴、阳离子聚电解质，采用静态层层自组装制备技术制备出纳滤膜。
实验结果表明，所制备的(PDADMAC/PSS)6纳滤膜在0.4 MPa下对2 g/L Na2SO4的截留率可达89.6%，溶液通量达60.2 L/m2∙h左右，对2 g/L NaCl的截留率为10%左右，溶液通量达63.5 L/m2∙h。
FE-SEM和AFM 表明，所制备的自组装纳滤膜膜面光滑，粗糙度较小仅为36.934 nm。
向料液中添加表面活性剂SDS的，实现了对氨氮的截留，0.40 Mpa下截留率均可达到30%以上。
关键词氨氮废水，纳滤膜，聚电解质，截留率1. 引言水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物、某些工业废水，如焦化废水和合成氨、化肥厂废水、农田排水、养殖水中过剩饲料及过度施肥等[1]。
直接排放会导致水体富营养化，不仅造成水质带有异味，增加自来水厂运行压力，严重时还会导致水中溶解氧大幅度下降，造成鱼虾类的大量死亡，甚至有湖泊因此灭亡，面对如此严峻形势，加强控制氨氮废水污染已经成为水污染治理的严峻课题，所以全国都致力于降低其排放浓度[2] [3]。
纳滤是一种性能介于超滤和反渗透之间的、同属于压力驱动的新型薄膜，其截留分子量在200~1000 Da [4]。
已广泛用于废水处理、食品加工、纺织印染、生物制药、石油化工等领域。
层层自组装膜是采用在基膜上交替沉积带相反电荷的聚电解质制备纳滤膜的一种方法，该方法的研究自上世纪90年代初兴起以来，经过20多年的飞速发展，由于其制备方法简单，制备出的膜表面均匀致密，已广泛的被接纳采用。
目前，层层自组装技术是制备均匀、超薄多层膜的最有效方法之一[5] [6]。
最早提出制备聚电解质多层膜的是德国Mainz大学的Dexher [7]。
这种方法制备的膜比较均匀，致密，排列组装比较整齐，最大的优点就是能将单层膜厚控制在纳米级。
这种方法还可以在分子水平上控制膜的组成、结构。
Tieke等[8]主要基于聚丙烯腈/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PAN/PET)基膜和聚乙烯胺(PVA)与磺化聚乙烯(PVS)，所制备的纳滤膜对二价离子的截留率能达到90%以上。
纳滤膜分离技术是一种高效的截留手段，其对二价离子及其二价以上的离子截留效果较好，可达到80%以上，而像氨氮这种一价离子截留效果并不好，事实证明，在不添加任何添加剂的情况下，采用层NH+的截留率为0。
基于此，理论上通过改变废层自组装方式制备的(PDADMAC/PSS)6纳滤膜对水体中4水中NH+的存在状态，继而通过纳滤膜法以达到去除目的就变得很有意义了。
如，二沉池出水氨氮不达4标，而COD等指标已经达标，传统的物化法虽去除效果好，然操作复杂，可选择通过添加少量SDS的方式达到去除目的。
因此，本研究的重点在于寻求通过向氨氮废水中添加一种表面活性剂的方式，通过传统的纳滤膜截留达到净化水的目的。
周顺 等2. 材料和方法2.1. 仪器与试剂实验所用主要仪器有电导率仪，DDB-303A (上海精密科学仪器有限公司)；场发射扫描电镜，SU-8020 (Hitachi)；原子力显微镜，NanoIIIa MultiMode (美国DI 公司)；KDN-660D 凯氏定氮仪(北京通润源机电技术公司)；膜性能评价仪(赛普膜科技公司)。
实验所用试剂主要有聚苯乙烯磺酸钠(PSS)，聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)，氯化镁，氯化钠，氯化铵，盐酸，硼酸，95%酒精，甲基红–溴百里酚蓝定氮混合指示剂，十二烷基磺酸钠(SDS)，氢氧化钠，试验中如无特殊说明，所用化学试剂均为分析纯，且采用去离子水配制溶液。
2.2. 纳滤膜的制备本实验以聚砜(PS)超滤膜为基膜，分别选用聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)为阴、阳离子聚电解质，采用在基膜上交替沉积不同聚电解质来实现多层纳滤膜的制备。
聚电解质溶液的配制：室温下配制0.4%的PSS 溶液(4 g/L ），其中加入0.5 mol/L 的MgCl 2(47.5 g)作支撑电解质；配制0.4%的PDADMAC 溶液(10 g/L)，加入0.5 mol/L 的NaCl (29.25 g)作支撑电解质。
制备步骤：1) 将聚砜超滤膜浸入PDADMAC 溶液中15 min ； 2) 取出，用去离子水冲洗约3 min ； 3) 在PSS 溶液中浸泡15 min ； 4) 取出，用去离子水冲洗3 min ；此为一个双层。
重复上述步骤至所需的层数。
2.3. 膜性能评价分别采用2 g/L 的Na 2SO 4溶液和2 g/L 的NaCl 溶液进行截留实验，测定所制纳滤膜的截留率和通量，由如下公式计算：()F P F R C C =- (1)其中R 为截留率；C F 为料液浓度；C P 为渗透液浓度。
)J VAt = (2)其中J 为溶液通量；V 为透过液体积，A 为有效膜面积，t 为测试时间。
研究拟分析理论上纳滤膜对氨氮的截留效果，因此，本实验所用水样是自己人工配置的单一已知浓度的纯溶液。
通过图1的装置在不同操作压力下分别接取适量的透析液，待测。
本实验使用蒸馏–中和滴定法。
调节水样的pH 值在6.0~7.4之间，加入轻质氧化镁使呈微碱性，蒸馏释出的氨用硼酸溶液吸收。
以甲基红–溴百里酚蓝为指示剂，用盐酸标准溶液滴定馏出液中的氨氮(以N 计)。
3. 结果与分析3.1. 膜表面形貌分析用FE-SEM 表征制备的(PDADMAC/PSS)6膜的表面形貌。
FE-SEM 电镜照片见图2(a)和图2(b)，其周顺等Figure 1. Flow chart of the membrane separation process图1.膜分离流程图(a) PS基膜 (b) (PDADMAC/PSS)6(NaCl/MgCl2)Figure 2. FE-SEM (50,000×) of PS basilar membrane and LBL (PDADMAC/PSS)6 membrane图2.PS基膜和(PDADMAC/PSS)6纳滤膜的FE-SEM图(放大50,000倍)中(a)为超滤基膜的FE-SEM图片，(b)为聚阴离子电解质的支撑电解质为MgCl2的(PDADMAC/PSS)6的FE-SEM图片。
