论文目录 | |
| 摘要 | 第1-4页 |
| Abstract | 第4-12页 |
| 主要符号对照表 | 第12-13页 |
| 第1章 绪论 | 第13-32页 |
| 1.1 微滤技术 | 第13页 |
| 1.2 膜生物反应器 | 第13-19页 |
| 1.2.1 MBR 的工艺特点 | 第14-17页 |
| 1.2.2 MBR 在我国的应用进展 | 第17-18页 |
| 1.2.3 MBR 在我国的发展环境 | 第18-19页 |
| 1.3 膜污染与膜污染机理 | 第19-29页 |
| 1.3.1 基本理解 | 第20-22页 |
| 1.3.2 膜污染物 | 第22-24页 |
| 1.3.3 膜污染机理 | 第24-26页 |
| 1.3.4 膜污染控制策略 | 第26-29页 |
| 1.4 研究目的与内容 | 第29-32页 |
| 1.4.1 研究背景 | 第29页 |
| 1.4.2 研究目的 | 第29页 |
| 1.4.3 研究内容 | 第29-30页 |
| 1.4.4 技术路线 | 第30-32页 |
| 第2章 Thomas 动态吸附模型用于表征吸附型膜污染 | 第32-61页 |
| 2.1 引论 | 第32-33页 |
| 2.2 Thomas 模型简介 | 第33-37页 |
| 2.2.1 物料衡算方程 | 第33-34页 |
| 2.2.2 吸附动力学 | 第34-35页 |
| 2.2.3 吸附穿透曲线的完整式 | 第35-36页 |
| 2.2.4 吸附穿透曲线的简化式 | 第36-37页 |
| 2.3 试验材料及方法 | 第37-40页 |
| 2.3.1 微滤膜 | 第37页 |
| 2.3.2 模型溶液 | 第37-39页 |
| 2.3.3 动态吸附试验 | 第39页 |
| 2.3.4 分析方法 | 第39-40页 |
| 2.4 试验及拟合结果 | 第40-46页 |
| 2.4.1 部分模型参数的预估 | 第40-42页 |
| 2.4.2 Langmuir 简化式的拟合 | 第42-44页 |
| 2.4.3 线性简化式的拟合 | 第44页 |
| 2.4.4 线性完整式的拟合 | 第44-46页 |
| 2.4.5 Langmuir 完整式的拟合 | 第46页 |
| 2.5 模型各形式的比较分析 | 第46-50页 |
| 2.5.1 Langmuir 简化式和完整式的比较 | 第46-47页 |
| 2.5.2 线性简化式和完整式的比较 | 第47-49页 |
| 2.5.3 线性完整式和 Langmuir 完整式的比较 | 第49页 |
| 2.5.4 线性完整式的数据筛选 | 第49-50页 |
| 2.6 模型假设的检验 | 第50-53页 |
| 2.6.1 扩散传质的忽略 | 第50-51页 |
| 2.6.2 Langmuir 吸附动力学的基础假设 | 第51-52页 |
| 2.6.3 其它假设 | 第52-53页 |
| 2.7 模型参数的意义 | 第53-54页 |
| 2.8 面向中空纤维膜的 Thomas 模型 | 第54-60页 |
| 2.8.1 中空纤维膜流态分析 | 第54-57页 |
| 2.8.2 表观吸附穿透曲线推导 | 第57-60页 |
| 2.9 小结 | 第60-61页 |
| 第3章 膜和污染物的疏水性和带电性对吸附型膜污染的联合影响 | 第61-80页 |
| 3.1 引论 | 第61-62页 |
| 3.2 试验材料与方法 | 第62-67页 |
| 3.2.1 微滤膜 | 第62页 |
| 3.2.2 模型溶液 | 第62-63页 |
| 3.2.3 动态吸附试验 | 第63页 |
| 3.2.4 水-接触角测量方法 | 第63-65页 |
| 3.2.5 zeta 电位测量方法 | 第65页 |
| 3.2.6 其它分析方法 | 第65-66页 |
| 3.2.7 Thomas 模型用于测量吸附常数 | 第66-67页 |
| 3.2.8 XDLVO 理论用于解析吸附行为 | 第67页 |
| 3.3 膜和污染物的空间性质 | 第67-68页 |
| 3.4 膜和污染物的疏水性和带电性 | 第68-71页 |
| 3.5 吸附型膜污染结果 | 第71-74页 |
| 3.6 膜和污染物的疏水性和带电性对吸附型膜污染的联合影响分析 | 第74-76页 |
| 3.7 污染物分子构象变化对半经验模型的影响 | 第76-79页 |
| 3.8 小结 | 第79-80页 |
| 第4章 吸附型膜污染机理的定量解析 | 第80-107页 |
| 4.1 引论 | 第80-81页 |
| 4.2 界面能理论 | 第81-85页 |
| 4.2.1 界面能的组成 | 第81-83页 |
| 4.2.2 疏水作用能 | 第83-84页 |
| 4.2.3 静电作用能 | 第84页 |
| 4.2.4 布朗运动作用能 | 第84-85页 |
| 4.2.5 水动力学作用能 | 第85页 |
| 4.2.6 吸附总自由能变与平衡常数 | 第85页 |
| 4.3 膜和污染物的表面能参数 | 第85-87页 |
| 4.4 膜和污染物之间的作用能分析 | 第87-91页 |
| 4.4.1 作用能随膜与污染物分子间距离的变化 | 第87-90页 |
| 4.4.2 平衡位置各种作用能对总吸附能的贡献率 | 第90-91页 |
| 4.5 膜和污染物分子的形状及表面粗糙度对界面能计算的影响 | 第91-101页 |
| 4.5.1 形状及表面粗糙度对界面能影响的理论分析 | 第91-99页 |
| 4.5.2 膜表面形貌的试验表征及其对界面能计算的影响 | 第99-101页 |
| 4.6 污染物分子的非均质性对界面能计算的影响 | 第101-102页 |
| 4.7 各种作用能对总吸附能的贡献率分析 | 第102-103页 |
| 4.8 用界面能理论预测膜表面的抗吸附型污染改性效果 | 第103-105页 |
| 4.9 小结 | 第105-107页 |
| 第5章 膜污染发展过程的定量化描述 | 第107-126页 |
| 5.1 引论 | 第107-108页 |
| 5.2 试验材料与方法 | 第108-109页 |
| 5.2.1 膜和污染物 | 第108页 |
| 5.2.2 膜污染发展试验 | 第108-109页 |
| 5.2.3 分析方法 | 第109页 |
| 5.3 膜污染发展现象观察 | 第109-112页 |
| 5.4 膜污染发展过程的模型化描述 | 第112-118页 |
| 5.4.1 初始阶段及其向凝胶层阶段的转化 | 第112-113页 |
| 5.4.2 凝胶层增长与稳定阶段的过滤曲线 | 第113-117页 |
| 5.4.3 凝胶层增长与稳定阶段的几个特征点 | 第117-118页 |
| 5.5 膜污染发展模型对试验数据的拟合 | 第118-123页 |
| 5.5.1 初始阶段 | 第118-120页 |
| 5.5.2 凝胶层增长和稳定阶段 | 第120-121页 |
| 5.5.3 凝胶层发展模型参数意义 | 第121-123页 |
| 5.6 膜污染发展模型的检验 | 第123-125页 |
| 5.7 小结 | 第125-126页 |
| 第6章 膜疏水性与其它因素对膜污染发展的协同影响 | 第126-150页 |
| 6.1 引论 | 第126-127页 |
| 6.2 试验材料与方法 | 第127-129页 |
| 6.2.1 膜和污染物 | 第127-128页 |
| 6.2.2 膜污染发展试验 | 第128页 |
| 6.2.3 膜污染发展过程的定量化描述 | 第128-129页 |
| 6.2.4 分析方法 | 第129页 |
| 6.3 膜疏水性和孔径对污染发展的协同影响 | 第129-132页 |
| 6.4 膜疏水性和污染物粒径对污染发展的协同影响 | 第132-135页 |
| 6.5 膜疏水性和污染物浓度对污染发展的协同影响 | 第135-140页 |
| 6.6 膜疏水性和水力剪切率对污染发展的协同影响 | 第140-147页 |
| 6.6.1 水力剪切率对过滤阻力曲线的影响 | 第140-141页 |
| 6.6.2 水力剪切率对过滤特征指数的影响 | 第141-147页 |
| 6.7 膜疏水性对过滤通量可恢复性的影响 | 第147-148页 |
| 6.8 膜污染发展过程中的机理与影响因素总结 | 第148页 |
| 6.9 小结 | 第148-150页 |
| 第7章 实际 MBR 膜池上清液性质对微滤膜污染发展潜势的影响 | 第150-180页 |
| 7.1 引论 | 第150-151页 |
| 7.2 试验材料与方法 | 第151-155页 |
| 7.2.1 MBR 上清液的采样和分离 | 第151-152页 |
| 7.2.2 微滤膜 | 第152页 |
| 7.2.3 膜污染发展试验与过滤阻力分析 | 第152-153页 |
| 7.2.4 分析方法 | 第153-155页 |
| 7.3 上清液各组分性质的表征 | 第155-161页 |
| 7.3.1 物质种类 | 第155-156页 |
| 7.3.2 分子量分布 | 第156页 |
| 7.3.3 荧光性质 | 第156-160页 |
| 7.3.4 酸性基团分布 | 第160页 |
| 7.3.5 硬度离子络合能力 | 第160-161页 |
| 7.4 微滤膜性质的表征 | 第161-163页 |
| 7.5 上清液不同组分的膜污染发展过程 | 第163-171页 |
| 7.5.1 总体发展趋势 | 第163-165页 |
| 7.5.2 初始阶段 | 第165-166页 |
| 7.5.3 凝胶层阶段 | 第166-171页 |
| 7.6 膜过滤阻力的成分分析 | 第171-172页 |
| 7.7 膜污染层成分分析 | 第172-175页 |
| 7.8 膜污染影响因素综合分析及控制策略建议 | 第175-178页 |
| 7.8.1 膜污染发展影响因素综合模型 | 第175-176页 |
| 7.8.2 膜污染控制策略建议 | 第176-178页 |
| 7.9 小结 | 第178-180页 |
| 第8章 结论与建议 | 第180-183页 |
| 8.1 结论 | 第180-182页 |
| 8.2 建议 | 第182-183页 |
| 参考文献 | 第183-202页 |
| 致谢 | 第202-204页 |
| 附录 A Thomas 模型的求解与简化 | 第204-214页 |
| 附录 B 基于 Matlab 的 Thomas 模型非线性拟合方法 | 第214-217页 |
| 附录 C 正反阻力法表征膜结构沿厚度方向的相对不均匀度 | 第217-220页 |
| 附录 D 基于 Matlab 的分形维数计算方法 | 第220-222页 |
| 附录 E 膜及污染物的水-接触角、zeta 电位与吸附平衡常数之间的相关关系推导 | 第222-226页 |
| 附录 F 物质亲/疏水性的判断标准 | 第226-227页 |
| 附录 G 污染物分子构象变化对吸附动力学及吸附平衡的影响 | 第227-231页 |
| 附录 H 吸附型膜污染半经验模型的修正（考虑污染物构象变化对吸附平衡的影响） | 第231-233页 |
| 附录 I 吸附型膜污染半经验模型的修正（考虑膜疏水性对污染物构象变化的影响） | 第233-234页 |
| 附录 J 环辛烷-水-接触角与空气-水-接触角之间的换算 | 第234-235页 |
| 附录 K 吸附型膜污染过程中水动力学作用能的计算 | 第235-237页 |
| 附录 L 小球粒与平面之间的作用能公式推导 | 第237-241页 |
| 附录 M 搅拌过滤杯中浓差极化水力边界层及浓度边界层厚度计算 | 第241-243页 |
| 附录 N 扩散系数与浓度的关系 | 第243-247页 |
| 附录 O 搅拌过滤杯中剪切力和剪切率的估计 | 第247-249页 |
| 附录 P 搅拌过滤杯中扩散系数的估计 | 第249-250页 |
| 附录 Q 考虑边界层内污染物积累的凝胶层发展模型推导 | 第250-253页 |
| 附录 R 溶解性有机物酸性基团 pKa分布计算方法 | 第253-255页 |
| 附录 S 腐殖酸凝胶层的环境扫描电镜照片 | 第255-256页 |
| 附录 T 浓差极化边界层内过滤阻力的推导 | 第256-258页 |
| 附录 U 膜污染发展影响因素综合半经验模型的推导 | 第258-261页 |
| 附录 V 恒流过滤模式下膜疏水性和污染物浓度对污染发展的协同影响模型 | 第261-262页 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 | 第262-263页 |
