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我院刘百仓教授团队在Sep. Purif. Technol.发表文章《氧化-生物法-膜耦合工艺处理页岩气工业废水》

时间:2022-05-09 点击次数:1566


我院刘百仓教授团队近期于期刊Separation and Purification Technology发表题为《氧化-生物法-膜耦合工艺处理页岩气工业废水》的文章。该文章的第一作者为博士研究生唐鹏,通讯作者为刘百仓教授、杨志山副教授。


研究亮点

 

1. 预氧化可以有效提高后续BAF过程中去除有机物的效率。其中,O3预氧化显著提高了BAF系统中DOC的去除率(110%-135%)。

2. 综合考虑经济性和工艺性能,与之前的5h相比,1hBAF系统的最佳EBCT(空床接触时间)。

3. BAF预处理相比,O3-BAF降低超滤膜污染TFI 37%-60%HIFI 50%-80%

4. 预氧化缓解膜污染的机理是使污染物更难吸收或沉积在膜孔和膜表面,从而延迟膜污染的形成速度。

 

文章简介

从页岩气行业的长远发展角度来看,页岩气工业废水(SGW)的外部回用不可避免且极具挑战性。在SGW的众多回用方法中,预处理-膜耦合工艺被认为是一种合适而有效的方法。本研究中,作者首次提出一种集成氧化-生物活性过滤(BAF-超滤(UF-反渗透(RO)的工艺,用于SGW的外部再利用。结果表明,尽管原水化学组分和盐度(1.2%-2.3%)不同,但预氧化,尤其是O3预氧化,可以有效地提高后续BAF工艺中有机物的去除效率。臭氧氧化后,BAF系统中溶解性有机碳的去除率提高了1.11.3倍。同时,与单独的曝气生物滤池系统相比,预氧化、曝气生物滤池(尤其是O3-BAF)也能显著减少后续UF系统中的UF膜污染(7%-60%)。超滤膜污染缓解的主要机理是预氧化、曝气生物滤池增加了污染物与污染物之间的内聚能和污染物与超滤膜之间的粘附能,使污染物更难吸附或沉积在膜孔和膜表面。此外,该工艺系统的出水可以满足SGW排放的水质标准。因此,本文提出的O3-BAF-UF-RO工艺在海水淡化、去除有机污染物和实现SGW的安全再利用方面具有广泛的工程应用潜力。

 

图1 BAF系统在不同EBCT下预氧化与非预氧化去除SGW1中的DOC和UV254


图2 DOC去除率与进水DOC含量、DOC去除率与进水TDS含量、UV254去除率与进水UV254含量、UV254去除率与进水TDS含量的关系。BAF系统的EBCT为1h。

 

图3 通过预氧化与非预氧化BAF系统去除四种SGW样品中的DOC和UV254。EBCT为1h

 

图4 在处理SGW1(A)、SGW2(B)、SGW3(C)和SGW4(D)时,不同预处理(BAF、O3-BAF或Fe(VI)-BAF)UF系统的TMP、FI指数和DOC截留的变化。BAF系统的EBCT为1h。

 

 

 

原文信息

 

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.120920

 

部分作者介绍

第一作者

 

博士生:唐鹏

 

通讯作者

 

刘百仓教授

工作单位:四川大学新能源与低碳技术研究院

通讯邮箱:bcliu@scu.edu.cn

 

 

先进膜与水资源可持续利用团队

http://www.baicangliu.org

期待大家的关注!

 

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