超滤膜在市政污水回用中的应用中试

以某污水处理厂二级出水作为源水,建立日处理水量110 m3/d的超滤膜(UF)中试装置,研究超滤膜在市政污水回用中以恒定流量方式运行时,跨膜压差(TMP)增加的趋势、化学加强反洗(CEB)的效果和出水水质的情况。结果表明,当超滤膜产水量在4.62 m3/h,通量保持60 L/(m2·h)时,随着运行时间的增加,超滤膜TMP逐渐平稳地增加,通过CEB后能够将运行压力恢复至65 k Pa左右,产水浊度能够控制在0.1 NTU以下,膜系统运行稳定。     

混凝对微滤膜处理阴极电泳漆废水的影响

采用直接微滤和混凝-微滤两种工艺对阴极电泳漆废水进行处理.结果表明:混凝预处理减轻了膜污染,提高了膜的渗透通量;当膜面流速为4m/s,跨膜压差为0.10MPa,温度为30℃时,稳定通量从直接微滤的47.8L/(m2·h)提高到264.2L/(m2·h),远高于超滤膜的通量.与原水直接微滤相比,混凝-微滤组合工艺改善了出...     

陶瓷超滤膜在电厂化学水处理系统改造中的应用

介绍了CM大面积块片式陶瓷超滤膜在电厂化学水处理系统的中试和应用情况。中试结果表明,对于经混凝过滤预处理后的河水,CM陶瓷超滤膜可在333 L/(m~2·h)高运行通量和50 min过滤时间下稳定运行;对于未预处理的河水,陶瓷超滤膜也实现了原水直接过滤下稳定运行。超滤改造时采用CM-151TM陶瓷超滤膜替换原有机中空纤维膜,CM陶瓷超滤膜的实际运行通量高于260 L/(m~2·h),反洗水量和化学加强反洗(CEB)频率较原有机超滤膜减半,浊度0.1 NTU,SDI2,完全满足后续反渗透系统的进水要求。     

超滤膜技术处理滦河水系统参数优化中试研究

采用正交试验方法,对超滤膜处理滦河水系统运行参数进行优化,通过设计6因素3水平正交试验,对不同工况下膜系统ΔTMP进行分析,考察系统对浊度和有机物的去除效果。结果表明,不同运行参数对膜污染的影响由大至小排列为:膜通量>周期排空频率>过滤周期>反洗流量>反洗时间>气冲流量;膜系统参数的变化对膜出水水质的影响不显著。将正交试验与加权评分法相结合,综合考虑膜系统出水水质、稳定运行情况及产水率3方面判定因素,得出膜系统优化运行参数为:膜通量18 L/(m2.h),过滤周期90 min,5周期排空1次,反洗体积流量3.2 m3/h,反洗时间60 s,气冲体积流量4.8 m3/h。     

脱乙酰基改性乙酸纤维薄膜对乳化油分离及积垢机理的探究

利用静电纺丝制造乙酸纤维素膜（CA纤维膜）,并利用添加TiO₂及脱乙酰基（d-CA）对CA纤维膜进行改性,后续对膜过滤特性、渗透通量、油水乳化液去除效率、反洗特性及积垢机制进行讨究。结果显示,CA纤维膜通过TiO₂及d-CA改性后可以提高膜的热稳定性及亲水性能,并得到稳定的纯水通量和过滤通量;最佳的比例为TiO₂@d-18.5%CA纤维膜,在40kPa跨膜压差、60min的操作条件下,其纯水通量、过滤通量、1g/L油水乳化液去除效率以及反洗后通量分别为824.8L/(m²·h)、(311.3±12.5)L/(m²·h)、93.6%±1.1%、451.5L/(m²·h);另外,添加TiO₂可能导致油水乳化液在膜表面不可逆阻力比例的增加,脱乙酰基改性CA纤维膜则可以降低膜自身阻力及增加可逆阻力的比例,提高CA纤维膜在油水分离方面的潜力。     

PVDF浸没式超滤膜市政污水再生处理运行研究

采用热致相分离(TIPS)法聚偏氟乙烯(PVDF)浸没式超滤膜,通过中试和工程项目应用考察了其在市政污水再生处理中的应用情况,研究了不同反洗条件和清洗条件对膜性能的影响,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)等技术手段进行污染物分析。结果表明,增加曝气量和反洗流量可以有效延缓膜污染,在没有维护性清洗条件下,运行通量可稳定在43.7 L/(m~2·h),而增加2～3 d/次的维护性清洗(MW)后运行通量可提高到46.3 L/(m~2·h),均高于原系统(聚丙烯膜)的运行通量。产水水质稳定,浊度基本稳定在30～40 mNTU。可为浸没式超滤膜在市政污水深度处理的运行提供指导。     

MBR工艺的长期运行数据分析

根据西安思源学院MBR系统运行七年(2012年～2018年),每年4月1月到5月31日的跨膜压差、阶段产水量、每日产水量和工业透水率研究膜不可恢复污染随运转时间的变化。分别以产水量、跨膜压差和工业透水率的平均值与相对偏差随操作时间的变化情况来衡量影响和离散程度。结果发现MBR系统的阶段产水量以及日均产水量随运转时间先上升再下降。随着MBR膜堆运转时间的增长,膜堆开始有不可恢复污染。因此,七年中,每千m~2膜工业透水率每年平均下降0.45m~3/(d·kPa)。跨膜压差每年平均增长1.12kPa。     

混凝-超滤工艺中膜污染和膜清洗试验研究

以重庆江河水源水为研究对象,考察混凝-超滤工艺膜污染情况。结果表明,在超滤膜膜组件处理江河水的过程中,随着膜组件运行时间的延长,膜组件会出现一定程度的污染状况,其跨膜压差的增加和膜通量的下降表现了膜污染程度。通过混凝-平板式膜滤组合工艺处理水样运行25 min,跨膜压差上升量占总上升量的73%,之后随着过滤时间的延长跨膜压差呈现上升趋势,并且上升较为缓慢,通过物理清洗膜通量可恢复为到原始通量的94%。通过混凝-中空纤维式超滤组合工艺处理水样运行15 min,膜压差上升量占总上升量的82%,之后随着过滤时间的延长跨膜压差呈现上升趋势,且上升较为缓慢,通过物理清洗膜通量可恢复为到原始通量的98.5%。     

热致相分离法制备PVDF超滤膜处理饮用水中试

采用热致相分离法(热法)制备的PVDF超滤膜在自来水厂进行了浸没式超滤工艺的水处理中试,系统设计产水量为100 m3/d,膜的运行条件为:曝气频率16次/d,曝气时间60 s/次,反洗频率16次/d,反洗时间90 s/次,维护性化学清洗周期为14 d。结果表明,当水温为10~20℃,平均通量为30 L/(m2·h)时,跨膜压差为12~17 kPa。水回收率在97%以上,电耗为0.08kWh/t。所使用的PVDF超滤膜,具有强度高、通量大、截留性能好、抗污染能力强等优点,适合在市政饮用水深度处理中应用。     

粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化深度处理煤气化废水研究

采用粉末活性炭为催化剂,构建粉末活性炭耦合陶瓷膜臭氧催化氧化反应器,并探讨其对煤气化废水的深度处理效能。结果表明,当粉末活性炭投加2 g/L、臭氧投加量为30 mg/L时,煤气化废水生化出水COD为125~143mg/L,去除率可达75%,ΔCOD/Δρ(O_3)可达1.3。在HRT为30 min、膜通量为50 L/(m~2·h)时,粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化反应器出水COD可保持为50 mg/L左右。反应器中的臭氧可有效将临界通量从35~40 L/(m~2·h)提高至50~60/(m~2·h),跨膜压差降低35%~40%,使反应器膜装置稳定运行。粉末活性炭-陶瓷膜臭氧催化氧化技术,可为煤气化废水深度处理提供有效的技术方案。     

陶瓷膜过滤去除煤矿矿井水悬浮物

以煤矿矿井水为研究对象,通过试验考察了陶瓷膜过滤煤矿矿井水悬浮物的效果和可行性.通过测试陶瓷膜过滤煤矿矿井水的膜通量(Jt)及跨膜压差(ΔPm)、错流速度υ和温度T等运行条件,分析评估陶瓷膜过滤煤矿矿井水悬浮物的技术经济可行性.研究表明,原水SS=427～1355 mg/L,陶瓷膜200 nm-19,ΔPm=0.19 MPa、水温为20～25℃,运行25 min时膜通量Jt=803.57 L/(m2·h),连续运行50 h后,Jt>400.00 L/(m2·h),产水浊度为0.9 NTU,满足《井下消防洒水标准》(GB 50383—2016)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求.     

PVDF/PVP改进超滤膜用于城市污水再生时的膜清洗方式与调控试验研究

对城市污水二级处理水经混凝沉淀、砂滤预处理后,利用自主制备改进的PVDF/PVP超滤膜和开发的全自动膜分离装置进行再生处理,考察了不同水力清洗操作条件和加药反洗对抑制膜污染的效果及相关参数,并与国内外应用广泛的超滤膜作了比较。结果表明,(1)改变水力清洗条件时,反洗流量的改变可以在很大程度上减缓PVDF/PVP改性膜的膜污染,当反洗流量由产水流量的1.5倍逐渐扩大到2倍时,以跨膜压差增长率所表示的膜污染速率由0.387(kPa.m2)/d减少到0.085(kPa.m2)/d,膜污染速率减少78%;(2)最佳水力清洗方式下跨膜压差增长程度控制在1.11～1.37 kPa左右时,采用次氯酸钠溶液加药反洗可以使跨膜压差完全恢复,最佳水力清洗方式为反洗时间80 s、流量640 L/h,快洗时间60 s、流量800 L/h,加药反洗周期为120个过滤周期;(3)PVDF/PVP改进膜水力清洗与加药反洗时,清洗压力与耗水量较低于国内外一些主要超滤膜产品的运行参数,表明具有抗污染强、恢复效果好和能耗低的优点     

印染废水预处理对缓解PVDF超滤膜污染的研究

采用平均孔径为0.03μm的外压式聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜,对印染废水进行深度处理,研究混凝/臭氧预处理减缓超滤膜污染的机制。采用预处理+恒通量加压过滤方式,系统研究了预处理对初始跨膜压差、膜污染阻力和水力反洗效率等的影响。结果表明：在75.0 L/(m²·h)恒定通量下超滤,印染废水原水的初始跨膜压差为40.0 kPa、60分钟内污染物沉积造成的膜污染阻力为3.2×10¹³m^-1、水力反洗效率低于60.0%;经200 mg/L三氯化铁和2 mg/L聚丙烯酰胺(PAM)的混凝预处理后,初始跨膜压差为18.0 kPa、膜污染阻力为5.0×10¹²m^-1、水力反洗效率高于90%;在pH=11下,经80 mg/L臭氧氧化预处理,初始跨膜压差为23.0 kPa、膜污染阻力为8.5×1012m^-1、水力反洗效率低于80.0%。混凝预处理对超滤膜污染的减轻程度优于臭氧预氧化。研究结果将为超滤深度处理印染废水的预处理工艺选择和膜污染控制提供一定的指导作用。     

微絮凝-金属膜过滤工艺处理微污染水源水

采用微絮凝-金属膜过滤组合工艺,以模拟的微污染水源水为处理对象,研究组合工艺对水中污染物的去除效果。混凝剂聚合氯化铝(PACl)投加量为25 mg/L,选用0.1μm和0.3μm孔径的金属膜滤芯,膜通量为700L/(m~2·h)。结果表明,微絮凝-金属膜过滤工艺中0.1μm和0.3μm金属膜对浑浊度的去除率分别为98.0%和97.3%,对COD_(Mn)的去除率分别为73.6%和63.7%;一个运行周期中金属膜跨膜压差由0 MPa增加到0.25 MPa;FT-IR检测结果表明膜表面形成的滤饼层中含有亲水性基团;接触角由初始83.1°降低到过滤后5.4°,膜表面亲水性增强。     

复合MBR处理生活污水膜污染影响因素的研究

以一定通量下跨膜抽吸压力的变化来表征膜污染状况,分别考察了复合式膜生物反应器处理生活污水时抽停时间、曝气强度、悬浮污泥与附着污泥比例、膜通量对跨膜抽吸压力的影响。结果表明,在总污泥浓度为8g/L的情况下,适宜的抽吸时间为6min,抽停时间为5min,曝气强度为12 m~3/(m~2·h),悬浮污泥浓度与附着污泥浓度比为2:6,膜通量为20L/(m~2·h)。     

臭氧-生物活性炭-金属膜联用工艺在水处理中的应用

采用臭氧-生物活性炭(O_3-BAC)-金属膜联用工艺去除水中污染物,探讨膜污染及膜清洗方法。试验结果表明,联用工艺对浊度、菌落总数、DOC的平均去除率分别为86.1%、96.2%、66.4%,出水颗粒总数低于100个/mL。恒通量(2m~3/m~2·h)终端过滤条件下,金属膜连续过滤60min后其跨膜压差由0 MPa升至O.7 MPa。扫描电镜观察发现小颗粒污染物堵塞膜孔、覆盖膜表面,导致膜通量下降。采用膜滤后水反冲洗污染膜4 min(0.4 MPa),膜通量恢复率为86.4%;水反冲洗后分别采用2%柠檬酸和2%氢氧化钠对污染膜进行化学浸泡,通量恢复率均高于97.0%。     

中空纤维膜外压全量过滤动态过程的数值模拟

建立了中空纤维膜外压式全量过滤的CFD模型,模拟膜丝长度、直径、渗透系数、装填密度、污染指数以及跨膜压差不同条件,得到通量分布和产水量的动态演变过程。研究结果表明:通量分布会随着过滤的进行而逐渐变得均匀,这种通量分布的自我调节作用在膜丝较长、较细,渗透性较好,装填密度较高,污染指数较高以及跨膜压差较高时更为明显;产水流量的倒数与累积产水量呈线性关系,但由于通量分布不均匀并且均匀性演变,这种线性关系区别于传统滤饼过滤模型;通过数据拟合得到了适用于中空纤维外压式全量操作的滤饼过滤关联式,可用于预测组件的性能和指导组件的设计。     

中空纤维膜外压全量过滤动态过程的数值模拟

建立了中空纤维膜外压式全量过滤的CFD模型,模拟膜丝长度、直径、渗透系数、装填密度、污染指数以及跨膜压差不同条件,得到通量分布和产水量的动态演变过程。研究结果表明：通量分布会随着过滤的进行而逐渐变得均匀,这种通量分布的自我调节作用在膜丝较长、较细,渗透性较好,装填密度较高,污染指数较高以及跨膜压差较高时更为明显;产水流量的倒数与累积产水量呈线性关系,但由于通量分布不均匀并且均匀性演变,这种线性关系区别于传统滤饼过滤模型;通过数据拟合得到了适用于中空纤维外压式全量操作的滤饼过滤关联式,可用于预测组件的性能和指导组件的设计。     

一体式SP-MBR反应器处理农村污水的试验研究

利用一体式SP-MBR反应器(Smart PTFE Membrane Bioreactor)处理典型农村污水,考察一体化SP-MBR反应器对农村污水的处理效果、MBR膜组件的运行状况及膜污染恢复效果。研究发现:一体化SP-MBR对主要COD、NH_4~+-N、T-P等污染物的去除效果较好;稳定运行期间反应器对COD、NH_4~+-N、TP平均去除率分别可以达到92%、96%、91%。在25 L/(m~2·h)平均瞬时通量条件下,MBR膜系统运行跨膜压差较为稳定,恢复性清洗时长超过3个月,使用500 ppm Na Cl O和0. 5%Na OH混合药液进行恢复性清洗,膜运行通量及跨膜压差可100%恢复。     

渤海湾海水混凝-超滤预处理工艺研究

采用混凝-超滤工艺对渤海湾海水进行了预处理实验,在50 L/(m2·h)和57.5 L/(m2·h)通量下考察了混凝-超滤系统的运行稳定性,研究了Fe Cl3混凝沉淀过程对超滤系统出水水质、跨膜压差及膜表面污染程度的影响。结果表明:在膜组件运行通量不超过60 L/(m2·h),温度高于14℃,Fe Cl3投量为6 mg/L时,超滤系统的跨膜压差较低,可长期稳定运行,超滤系统出水浊度小于0.15 NTU,SDI15稳定在2.0左右,达到反渗透进水水质要求。实验使用Darcy模型对膜阻力增长机理进行了分析,结果表明:Fe Cl3混凝预处理可有效减缓膜阻力的增长,特别是因膜孔内污染物堵塞和吸附产生的阻力。经过混凝沉淀预处理,膜表面的滤饼层明显松散并呈现絮体状,可有效阻挡小颗粒污染物进入膜孔内造成不可逆污染。