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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蕭融澤
研究生(外文):Jung-Tse Hsiao
論文名稱:鋼鐵業廢水回收製程優化研究-以UF薄膜清洗為例
論文名稱(外文):Research on Optimization of Wastewater Reclamation Process in Iron and Steel Industry – as case by UF membrane clean
指導教授:高志明高志明引用關係
指導教授(外文):Jimmy C.M. Kao
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:環境工程研究所
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
中文關鍵詞:廢水回收草酸薄膜清洗鐵積垢PVDFUF膜
外文關鍵詞:oxalic acidmembrane cleaningiron scaleUF membranePVDFWastewater recovery
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本研究旨在探討目前國內鋼鐵業廢水回收製程,廢水內所含之各種成分,對於現在使用的廢水回收設備影響,以及探討對應的處理方式;藉由現場運轉之數據蒐集,逐步篩選判斷出系統需改善之問題。
案例之回收廢水物質成分複雜,其中硫酸鹽、鈣鎂硬度普遍較高,水中氨氮濃度會影響自由餘氯形成,生物菌生長控制較不穩定;當上游廢水處理異常時,有鐵錳離子過高的問題,會導致薄膜快速堵塞。
來源水水質改善可以延緩薄膜損耗程度,排除鐵錳離子過高問題,會減緩薄膜阻塞;同時透過有效的清洗機制,可以確保水質有狀況時,能夠延長薄膜運轉週期,平均可延長運轉時間至5~7倍。(154.1小時/21.1小時、186.2小時/26.9小時、133.9小時/27.5小時)
在本研究中了解到PVDF材質之UF膜,在SEM/EDX分析後,積垢主要成分為鐵金屬化合物時(占比10~15%),使用次氯酸鈉+草酸進行單膜絲清洗程序,可以改善其積垢狀況,薄膜阻抗差異最多可達67.1%;在實場薄膜因鐵積垢產水狀況不佳時,使用次氯酸鈉+草酸清洗後透膜壓力可以分別由-49.6 kpa、-47.9 kpa、-47.5 kpa降低到-11.6kpa、-7.1 kpa、-11.9kpa,壓力差異可達約75~85%。
This thesis aims to explore the current domestic steel industry wastewater recycling process, the various components contained in the wastewater, the impact on the wastewater recycling equipment currently used, and explore the corresponding treatment methods; through the field data collection, step by step to determine the problem that the system needs to improve.
The composition of recovered wastewater is complex. The hardness of sulfate and calcium and magnesium is generally high. The concentration of ammonia nitrogen in water will affect the formation of free residual chlorine. The growth control of biological bacteria is unstable. When the upstream wastewater treatment is abnormal, there will have a problem of excessive iron and manganese ions, resulting in rapid membrane clogging.
The improvement of source water quality can delay the loss of membrane, eliminate the problem of excessive iron and manganese ions, and slow down the membrane blockage. At the same time, through effective cleaning mechanism, it ensures that even if the water quality is problematic, the operating cycle can be extended. On average, the operating time can be extended to 5 - 7 times. (154.1 hr / 21.1 hr, 186.2 hr / 26.9 hr, 133.9 hr / 27.5 hr)
In this thesis, the UF membrane which PVDF material obtained after SEM / EDX analysis, when the main component of the scale is iron metal compound (10~15%), using sodium hypochlorite + oxalic acid to the single-membrane cleaning procedure can solve the fouling condition, and the membrane impedance difference can be up to 67.1%. In the real field test section, the membrane pressure after cleaning with sodium hypochlorite + oxalic acid can be reduced from -49.6 kPa, -47.9 kPa, -47.5 kPa to -11.6 kPa, -7.1 kPa, -11.9. kPa, the pressure difference can reach about 75~85%.
論文審定書 i
誌 謝 ii
摘 要 iii
目 錄 vi
圖 次 vii
表 次 ix
第1章 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究目的 1
第2章 文獻回顧 2
2.1 廢水回收系統單元 2
2.1.1. UF膜材質及過濾原理 3
2.1.2. RO膜材質及過濾原理 5
2.2 薄膜阻塞 9
2.3 薄膜清洗 13
2.4 薄膜操作優化 20
2.5 案例廢水回收處理系統簡介 24
第3章 實驗方法 30
3.1 實驗設計 30
3.2 資料蒐集 31
3.3 歸納問題 34
3.4 實驗流程及測試方式 46
3.4.1. 實驗器具 46
3.4.2. 清洗測試流程 52
3.4.3. 藥劑添加測試方式 53
第4章 結果與討論 54
4.1 單膜絲清洗 54
4.2 實場測試 59
第5章 結論與建議 65
5.1 結果討論 65
5.2 研究建議 66
第6章 參考文獻 67
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