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本文针对碎煤加压气化废水回用及零排放难题，在充分的水质及技术分析基础上，构建“混凝-活性焦(AC)吸附-超滤(UF)-反渗透(RO)-膜蒸馏(MD)”高水回收率的集成膜(IMS)深度处理工艺，同时通过对比有无AC吸附条件下的膜工艺处理效果，重点探讨AC吸附预处理对IMS过程的影响，并采用多种表征手段如全波长紫外扫描(UV-Vis)、三维荧光光谱(FEEM)、高效体积排阻色谱(HPSEC)等，多角度地研究AC预处理缓解膜污染的机理，为煤气化废水IMS深度处理及零排放工艺的选择提供技术支持，取得的创新性研究成果如下:
1、研究考察了煤气化废水IMS处理工艺的操作参数。混凝剂聚合氯化铝(PACl)和助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)的投加量分别为250mg/L和1.0mg/L，混凝对TOC和浊度的去除率达到42.5％和82.7％;AC的投加量为15g/L，粒径范围为0.031-0.15mm，吸附平衡时间为1h，吸附温度设为20℃，AC吸附对TOC的去除率达到85.9％，且更易吸附疏水性有机物，出水以亲水性有机物为主;RO实际操作压力设为1.0MPa，RO和MD对有机物和无机盐离子截留率均很高。
2、研究考察了AC吸附预处理对IMS处理工艺的影响。两方案的膜通量、产水水质以及膜污染的分析结果表明，AC吸附预处理可明显改善UF、RO以及MD单元的膜污染，缓解膜通量的衰减并提高产水水质。此外，GC-MS分析结果表明AC可有效吸附废水中的哌啶、噻唑、吡啶等杂环类物质以及醇类、酮类、苯环类等挥发性或半挥发性有机物，从而降低MD过程中挥发至产水侧的有机物浓度。
3、研究考察了AC吸附预处理缓解膜污染的机理。原水中含有类腐殖酸、类富里酸、芳香族类蛋白质以及溶解性微生物代谢产物(SMP)等有机物，并且分子量分布范围较宽，该部分有机物可引起严重的膜污染。AC凭借其发达的介孔结构，对腐殖酸、富里酸类大分子有机物可以全部去除，SMP和芳香族类物质的浓度也显著降低，吸附出水只含有＜3，000Da的小分子有机物并且浓度较低，因此可明显减轻后续膜污染。此外，AC在吸附初期的前5min可将＞3，000Da的有机物全部去除，然后在后期缓慢吸附＜3，000Da的小分子有机物，吸附后AC的表观形貌和表面元素含量也发生了明显的变化。