陶瓷膜过滤收获微藻的效能与膜污染特征

考察了平板陶瓷膜在次临界通量条件下多周期过滤收获小球藻细胞的效能以及跨膜压差、阻力构成、不可逆污染组分等膜污染特征。结果表明,次临界通量条件下,采用孔径100 nm的陶瓷膜多周期过滤能够有效收获普通小球藻。84%⁹8%的进水藻细胞以滤饼层方式被截留,通过物理清洗膜表面能够获得高浓度藻液,浓缩因子高于34。3个过滤周期内膜污染均呈现先缓慢增加后急剧升高的两阶段变化趋势。随过滤周期增加,膜污染急剧升高阶段显著加速,其主要原因是小球藻细胞及其EOM形成的协同污染效应以及水力不可逆污染的逐渐累积。水力不可逆污染组分的有机物分子量特征是10098%的进水藻细胞以滤饼层方式被截留,通过物理清洗膜表面能够获得高浓度藻液,浓缩因子高于34。3个过滤周期内膜污染均呈现先缓慢增加后急剧升高的两阶段变化趋势。随过滤周期增加,膜污染急剧升高阶段显著加速,其主要原因是小球藻细胞及其EOM形成的协同污染效应以及水力不可逆污染的逐渐累积。水力不可逆污染组分的有机物分子量特征是100¹ 000 Da的低分子酸以及11 000 Da的低分子酸以及1¹0 kDa的蛋白类有机物,其中多种芳香族类蛋白和可溶性微生物产物是主要组分。     

陶瓷膜过滤收获微藻的效能与膜污染特征

考察了平板陶瓷膜在次临界通量条件下多周期过滤收获小球藻细胞的效能以及跨膜压差、阻力构成、不可逆污染组分等膜污染特征。结果表明,次临界通量条件下,采用孔径100 nm的陶瓷膜多周期过滤能够有效收获普通小球藻。84%~98%的进水藻细胞以滤饼层方式被截留,通过物理清洗膜表面能够获得高浓度藻液,浓缩因子高于34。3个过滤周期内膜污染均呈现先缓慢增加后急剧升高的两阶段变化趋势。随过滤周期增加,膜污染急剧升高阶段显著加速,其主要原因是小球藻细胞及其EOM形成的协同污染效应以及水力不可逆污染的逐渐累积。水力不可逆污染组分的有机物分子量特征是100~1 000 Da的低分子酸以及1~10 kDa的蛋白类有机物,其中多种芳香族类蛋白和可溶性微生物产物是主要组分。     

动态膜处理污水时阻力分布及污染机理

对高岭土动态膜处理污水过程中膜污染阻力分布及膜污染机理进行了研究。通过测定和计算得知不同操作条件下各部分阻力的比例及其变化情况。动态膜过滤污水的阻力主要由动态膜膜孔堵塞阻力和膜面污染层阻力所控制。随着错流速度的增大,总阻力减小,各部分阻力的比例有所变化,但动态膜膜孔堵塞阻力和膜面污染层阻力依然占主导地位。利用传统膜过滤时有关膜污染的堵塞模型和滤饼过滤模型对动态膜处理污水时的实验数据进行分析,结果表明,动态膜过滤污水过程中,过滤初期约10 min左右,污染以膜的微孔堵塞为主,此后,膜的污染情况因操作条件不同而有所差异,影响最显著因素为错流速度,当错流速度较小时,膜的污染以膜面沉积污染物为主,符合滤饼过滤模型。适当提高错流速度有利于减小过滤阻力。     

钛金属膜过滤油田污水的污染阻力研究

以阻力系列模型为基础,考察了钛金属膜过滤油田污水时膜结构和操作条件等因素对污染阻力的影响。结果表明:滤饼层阻力是主要阻力,膜孔堵塞阻力为第二关键阻力。膜孔径增大,滤饼层阻力降低,膜孔堵塞阻力增加,且二者均随压力增加而增大;随着膜面流速的增加,滤饼层阻力降低,膜孔堵塞阻力增大;在过滤操作的前15～20min,污染阻力增长迅速。实验所得结论将为确定最佳工艺条件和膜清洗方法提供可参考的依据。     

投加粉末活性炭对超滤膜去除海水中有机物的影响

超滤膜的有机污染问题是膜法海水预处理技术在海水淡化工程应用面临的重要挑战,粉末活性炭吸附是目前常用的膜前预处理手段之一。本文对比分析了直接超滤和投加粉末活性炭后对海水中有机物的截留能力,利用三维荧光光谱分析了投加粉末活性炭对超滤膜截留有机物的影响机制,并考察了海水超滤过程中通量变化及膜污染情况。研究结果表明,投加粉末活性炭能够强化超滤膜对海水浊度和有机物的去除,当粉末活性炭投量为200mg/L时,整个系统对海水中DOC去除率从直接超滤时的55.1%提高到77.6%。利用粉末活性炭的吸附作用及其在超滤膜表面形成的疏松滤饼层能够显著提高超滤系统对海水中腐植酸类有机物的去除能力。与直接超滤相比,粉末活性炭-超滤系统对改善膜通量的作用有限,但粉末活性炭形成的滤饼层能够避免超滤膜与有机物直接接触,可显著减缓超滤膜的不可逆污染。     

预氧化耦合超滤工艺净化处理含藻水研究进展

湖库等水源地藻类暴发问题依然突出，严重威胁着居民的饮水安全。超滤可以有效截留藻细胞，但在含藻水净化时仍面临着溶解性有机物去除率低、膜污染等瓶颈。为提升净化效率，氧化预处理耦合超滤工艺在含藻水处理领域受到了越来越多的关注。基于此，文章系统地分析了超滤工艺净化含藻水的效能，综述了氯、臭氧、紫外、过硫酸盐和高锰酸盐耦合超滤工艺净化含藻水的研究进展，对氧化预处理耦合超滤工艺净化含藻水的应用前景进行了总结和展望。     

浸没式PAC-AMBRs系统中PAC缓解膜污染的研究进展

浸没式粉末活性炭-好氧膜生物反应器(powdered activated carbon-aerobic membrane bioreactors,PAC-AMBRs)是一种利用PAC吸附性、微生物降解性和膜分离特性的新型废水处理技术。本文重点分析了近20年来浸没式PAC-AMBRs系统直接投加PAC缓解膜污染机制的研究成果，探讨了PAC通过对污泥絮体和溶解性有机物的综合影响缓解膜污染的机制，分析了PAC投加量和补充率对膜污染的影响。通过分析可知PAC缓解膜污染是一个综合作用的结果。以PAC为载体形成的污泥絮体在膜表面形成结构疏松和抗压性强的滤饼层，不仅能有效降低滤饼层阻力(cake resistance,R_c)，还可以作为自成型动态膜截留溶解性有机物和悬浮微生物等来减少此类污染物造成的膜污染。PAC通过吸附和/或表面附着的微生物降解溶解性有机物的协同作用降低其造成的过滤阻力。定期排出和补充一定量的PAC可以提高缓解膜污染的效率。     

UF膜处理生活污水时的预处理及膜清洗研究

研究了 UF处理生活污水站出水的阻力特性及清洗的可恢复性 ,对 MF、活性炭吸附、混凝等 UF预处理方法进行了试验。试验结果表明 ,以混凝作预处理 ,过滤阻力较低 ,清洗的恢复性较好。探讨了膜污染的因素 ,结果表明 ,在被污染的膜上 ,有机物和无机盐垢相互覆盖 ,用次氯酸钠和具有络合作用的酸交替清洗膜可以获得较好的清洗效果。     

絮凝-微滤处理洗煤废水及膜污染机理研究

采用聚合氯化铝铁(PAFC)预处理+微滤工艺处理电厂的洗煤废水,研究了混凝对水质的影响,考察了絮凝减缓膜污染的效果。结果表明,当PAFC的投加质量浓度为50 mg/L时,废水中COD、悬浮固体、浊度的去除率分别为68%、98%、95%。PAFC混凝处理将过滤过程中的总阻力降低了39.2%,其中滤饼层阻力降低了68.7%,膜孔阻塞阻力降低了59.1%,但是浓差极化阻力升高了138.4%。PAFC混凝处理减轻了膜孔阻塞和滤饼层污染。     

亲水疏油改性PVDF超滤膜对沉淀出水处理的性能评估

为拓宽亲水疏油改性聚偏氟乙烯(HiOo-PVDF)超滤膜的应用范围，以苏州市某水厂沉淀池出水为处理对象，采用自主制备的外压式中空纤维膜组件，研究HiOo-PVDF对水中浑浊度、叶绿素a及有机物的去除性能及过滤过程中的阻力。结果表明，在6个过滤周期中，HiOo-PVDF膜能够稳定去除含有少量藻细胞的沉淀池出水中的浑浊度，去除率稳定在90%以上，对叶绿素a的去除率约为40%,而对有机物的去除较差，DOC、COD_Mn和UV₂₅₄的去除率分别约为22%、20%和26%。过滤阻力分布显示，膜本身阻力占比为58.5%,浓差极化阻力和可逆阻力之和占比为25.4%,不可逆阻力占比为16.1%。因此，HiOo-PVDF膜表现出稳定的浑浊度去除能力和较强的耐污染性能，在饮用水处理领域有一定的应用价值。     

金坛市第三水厂微滤膜中试试验研究

金坛市第三水厂以城市近郊钱资湖为水源,原水个别时段有机物含量较高,夏季高藻,有嗅味.而目前常规工艺处理能力无法应对,社会反响很大.中试试验对微滤系统在金坛第三水厂的应用进行考察,分别以滤池出水和预处理后气浮出水作为微滤进水,微滤系统膜通量分别为80L/m2/h、90L/m2/h、100L/m2/h,产水水质稳定,平均浊度0.1NTU,产水中总大肠菌群及细菌总数均未检出,水回收率大于96.1％.试验表明,原水的恰当预处理是保证后续膜滤系统正常运行的必要条件,重点关注的是有机物和微生物对高通量膜滤系统的影响.高锰酸钾预氧化+粉炭投加+常规处理+微滤膜系统等工艺组合能够有效解决现存在有机物、高藻和嗅味问题,同时可以提高对湖水水质突变的应对能力.     

高锰酸钾预氧化对混凝-超滤去除天然水体中腐殖酸的影响研究

采用高锰酸钾预氧化-混凝-超滤组合工艺去除天然水体中的腐殖酸,考察了水中腐殖酸的质量浓度分别为2.4、4.3、7.6 mg/L时,高锰酸钾投加量对各工艺出水水质和超滤膜污染的影响。结果表明,高锰酸钾预氧化可以有效提高组合工艺的出水水质。其中,预氧化、混凝和超滤过程分别对天然有机物、腐殖酸和大分子物质具有良好的去除效果。另外,控制高锰酸钾投加量在0.2~1 mg/L可显著减缓膜污染。即使当进水中腐殖酸的质量浓度达到7.6mg/L的条件下,膜比通量在1 h内始终维持在0.95~0.97。     

曝气量对微絮凝-曝气-超滤组合工艺中膜污染控制的研究

采用微絮凝-曝气-超滤组合工艺处理地表天然水体,硫酸铝作为混凝剂,研究曝气量对该工艺膜污染的影响。实验发现,当曝气量为20mL/min时,生成的滤饼层达到2.9μm,随着气体的引入,冲刷及扰动作用可以有效抑制滤饼层的形成,装置在60 mL/min的曝气量作用下,超滤膜的跨膜压差增长速率最低,超滤膜的过滤性能最好。当曝气量超过60 mL/min时,膜污染加剧,微絮凝生成的絮体被气泡打碎,絮体分形维数增大,生成的滤饼层更加密实,絮体破碎释放的有机物加重膜孔堵塞。因此,选择合适的曝气量对缓解膜污染至关重要。     

曝气量对微絮凝-曝气-超滤组合工艺中膜污染控制的研究

采用微絮凝-曝气-超滤组合工艺处理地表天然水体,硫酸铝作为混凝剂,研究曝气量对该工艺膜污染的影响。实验发现,当曝气量为20mL/min时,生成的滤饼层达到2.9μm,随着气体的引入,冲刷及扰动作用可以有效抑制滤饼层的形成,装置在60 mL/min的曝气量作用下,超滤膜的跨膜压差增长速率最低,超滤膜的过滤性能最好。当曝气量超过60 mL/min时,膜污染加剧,微絮凝生成的絮体被气泡打碎,絮体分形维数增大,生成的滤饼层更加密实,絮体破碎释放的有机物加重膜孔堵塞。因此,选择合适的曝气量对缓解膜污染至关重要。     

PTFE超滤膜对水中三种典型天然有机物的去除及其膜污染机制

研究聚四氟乙烯(PTFE)超滤膜对水中天然有机物的去除效果以及膜污染机制。天然有机物是膜污染中的主要污染物,其中腐植酸(HA)、海藻酸钠(SA)和牛血清蛋白(BSA)为典型的代表。过滤试验采用序批式,配制特定浓度的天然有机物水样进行死端过滤。通过采用紫外分光光度计和TOC-L仪测定水样的UV和总有机碳的值来评估PTFE对三种天然有机物的去除效果,同时采用扫描电子显微镜(SEM)对污染后的膜表面进行观察以推断其污染机制。此外,在HA原料液中添加钙离子(Ca~(2+))和鸡蛋白溶菌酶(LYS,带正电)进行过滤试验,探究PTFE对带不同电荷有机物的去除效果和超滤膜的污染机制。PTFE超滤膜对三种典型的天然有机物去除率以及膜污染情况不尽相同,对HA和SA的去除率远高于BSA,而对HA的去除率稍高于SA。HA和SA对PTFE的膜污染机制是先膜孔阻塞而后形成滤饼层,BSA则为膜孔吸附。PTFE对LYS的去除率几乎为零,但混合了HA和Ca~(2+)后的去除率显著升高,加入Ca~(2+)升高更明显,原因是Ca~(2+)与LYS不但有静电吸附作用,还有架桥作用,形成了更致密的滤饼层。     

高锰酸钾预氧化强化混凝工艺对高藻水的处理

该文考察了高锰酸钾预氧化对高藻水源水中污染物的去除效果,结果表明高锰酸钾预氧化-混凝沉淀工艺对高藻水中污染物的去除效果比单独混凝沉淀工艺更好.高锰酸钾预氧化工艺的优化结果表明当高锰酸钾最优投加量为1.0 mg/L、混凝剂聚合氯化铝投加量为30 mg/L时,该组合工艺对藻类、藻毒素、嗅味、UV254、DOC及三卤甲烷生成势的去除率分别为83.57％、87.89％、100％、44.3％、45.45％和64.4 ％.     

聚乙烯醇微球抗污染动态膜的制备及性能

采用静电自组装和过滤预涂技术将表面富含羟基、具有强亲水性和电负性的聚乙烯醇微球(polyvinyl alcohol micro-sphere, PVA-MS)与工业滤布基膜相结合,分别制备无滤饼标准型和完全堵塞型PVA-MS动态膜。对膜的表征和性能的对比研究表明, PVA-MS组成的动态膜结构能明显改善基膜的亲水性、负电性。自组装PVA-MS动态膜的有效过滤孔径为2.1 μm, 清水阻力为1.02×10¹⁰ m^-1, 对基膜的截留性能基本没有提高, 预涂PVA-MS动态膜的有效过滤孔径为0.4 μm, 清水阻力为1.07×10¹¹ m^-1, 对浊度为21.34 NTU和TOC为18.3 mg•L^-1的上清液过滤出水为0.23 NTU和9.4 mg•L^-1, 分别提高基膜截留效果20%和30%。动态膜不可逆污染的去除性能研究表明, 自组装PVA-MS动态膜在化学清洗后能保持大部分PVA-MS的存在,预涂PVA-MS动态膜利用物理反冲洗可完全去除不可逆膜污染,再预涂后即再生。     

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。     

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。     

高藻进水条件下提高砂滤池过滤性能的研究

以地表水为水源的水厂夏季藻类容易爆发,传统级配砂滤池表层易被堵塞,水头损失急剧增加,缩短过滤周期。在高藻水进水条件下,通过在砂滤层表层填加无烟煤滤层、向滤前水中投加助滤剂和改变反冲洗方式三方面进行强化过滤研究。结果表明,砂滤池表层增加10 cm无烟煤,可有效提高滤池过滤性能,有利于水中藻类去除;滤前投加次氯酸钠达到4 mg/L时,滤池水头损失增加速率缓慢,过滤周期延长;气水联合反冲洗可有效恢复砂滤池过滤性能。