双功能膜-序批式生物反应器中膜的污染与清洗

采用双功能膜-序批式生物反应器处理实际洗浴污水,考察了膜污染特征及清洗情况。通过实际清洗及对清洗前后膜组件表观观测,发现双功能膜-序批式生物反应器中的膜污染大多是可逆的;不同清洗顺序、化学药剂与膜接触时间不同对膜过滤性能恢复的效果不同;物理清洗可以有效去除膜表面淤积的污泥及颗粒沉积物,使膜的过滤性能恢复至新膜的60%～80%;用0.5%的NaClO和0.5%的H2SO4溶液进一步浸洗膜组件,可使膜过滤性能得到全面恢复,膜通量恢复到接近初始状态。     

超滤膜处理油田采出水试验研究

为提高回注水水质,对PVDF超滤膜在油田采出水处理过程中操作参数的选择及膜污染机理进行了研究,通过现场试验,分析了不同的操作参数对膜通量的影响,超滤膜对含油量及悬浮物的去除效果,膜污染清洗方法。结果表明,超滤膜过滤的优化操作条件为:在确定出水水质达到SY/T 5329-94低渗透油田注水水质A1级标准条件下,温度50℃,浓水回流体积比50%,在线反冲洗周期25 min;NaOH和HNO3联合清洗有助于恢复超滤膜膜通量。     

超滤集成工艺对西北村镇窖水处理的应用研究

研究了以超滤为核心,流程为颗粒活性炭-纳米金属簇-超滤-紫外线的集成净水工艺对原水中浊度、CODMn、氨氮的去除,进行了不同原水浊度下超滤的膜污染成因分析和化学清洗试验。结果表明,集成工艺出水浊度稳定在1 NTU以下,对CODMn和氨氮的平均去除率为29.86%和50.95%。出水水质达到了现行GB 5749-2006的要求。在短时间内较高浊度的进水对超滤膜不会造成不可逆的膜污染,但在持续较高浊度进水条件下膜阻力会快速提高并最终造成膜污染。对原水中的有机物和浊度进行更有效的预处理能减缓膜污染的进程,膜污染发生后进行有针对性的化学清洗能有效的恢复膜通量。     

基于Zeta电位法研究超滤膜污染和清洗过程

考察腐殖酸的污染和清洗过程对超滤膜表面Zeta电位的影响,协同膜通量的变化深入了解膜与腐殖酸间的作用机理,评估清洗过程的灵敏度,为评价超滤膜耐污染性和清洗效率提供一种新的有效手段。结果表明,在中性溶液条件下,PVDF超滤膜表面ζ<0,电性为负;随着腐殖酸质量浓度的增加,膜表面Zeta电位变得更负;随着Ca2+的添加,"盐桥"作用加速腐殖酸的吸附,膜通量下降,加重膜污染。经先0. 10 mol/L碱洗后1%(v/v)酸洗的方式可使膜通量恢复至90. 41%,较水力清洗和单一的酸清洗及碱清洗效果更佳,同时延长清洗时间,使膜表面Zeta电位变小。     

管式超滤膜处理油田采出水过程中膜污染分析及对策

针对江苏油田PVDF有机管式超滤膜处理油田采出水过程中膜通量下降快的问题,采用阻塞模型对膜阻力进行分析.结果表明,凝胶层阻力是对膜通量影响最大的阻力,对膜分离过程影响最大;通过扫描电镜、红外光谱FT-IR、X射线能谱EDS等手段,测定了超滤膜处理油田采出水过程中污染物的构成,分析了产生膜污染的因素,膜污染因素分析结果验证了阻力分析.根据分析结果,优化了清洗配方,清洗后膜通量基本恢复到基准通量.     

低压高通量滤膜深度处理油田采出水试验研究

为提高油田采出水水质,采用低耗能高通量的新型超润湿纳米纤维复合膜组件对华北油田采出水进行深度处理试验研究。分析确定了膜污染清洗工艺及清洗周期,同时考察了系统对含油量及悬浮物的去除效果。结果表明,油水分离系统出水含油量及悬浮物含量均达到SY/T 5329—2012低渗透油田回注水标准;以20 min为在线反冲洗周期,分别采用质量分数0. 5%的盐酸和表面活性剂对膜片进行化学清洗,清洗周期为100 h,能够有效减小膜污染恢复膜通量,保持系统稳定出水。     

超滤膜组件结构与性能研究

采用新型膜组件结构,通过控制膜组件的出水阀门,考察了单端与双端出水结构形式的膜组件分别在高、低产水量下运行情况,并进行了化学清洗研究。结果表明,由于超滤膜的出水方式的不同,因而超滤膜的跨膜压力变化、膜污染与清洗情况均有较大差异。与单端出水方式相比,双端出水结构形式的膜组件在高低两种产水条件下跨膜压力增长速度、膜污染速度都更加缓慢,且在高产水量的运行条件下优势更加明显。每个反洗周期内双端出水的跨膜压力始终小于单端出水,而反洗后跨膜压力恢复效果也要优于单端出水。在化学清洗前进行物理清洗可以去除膜表面大部分的沉积物,产水透过率恢复率可达30%。采用在酸洗后加入质量浓度300mg/L的NaClO+NaOH(pH为11.4)药液清洗效果较好,说明污染物的主要组成为细菌和有机物,洗后产水透过率恢复率可达99%。     

同质增强型PMIA中空纤维膜污染及其MBR工艺处理城市生活污水

以碳酸钙悬浮液、活性污泥混合液及蛋白溶液作为过滤介质,采用标准堵塞过滤和沉积过滤数学模型预测3 h内膜污染类型,结合膜孔径分布、过滤介质粒径分布和污染阻力分布,研究同质增强型聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）中空纤维超滤膜污染机理。将同质增强型PMIA中空纤维膜应用于MBR系统处理城市生活污水,监测其长期运行的出水水质;借助场发射扫描电镜和特征X射线能谱仪对比分析水洗和化学清洗效果。研究结果表明,当过滤介质为蛋白时,t-t/V线性相关系数为0.9940,膜污染符合标准堵塞模型;当过滤介质为碳酸钙悬浮液和污泥混合液时,V-t/V线性相关系数分别为0.9733、0.9994,二者较为符合沉积模型。应用于MBR中的同质增强型PMIA中空纤维膜对COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率分别为97.78%、96.71%、49.81%,出水水质较好。经化学清洗后膜表面元素接近于原膜,清洗效果较佳。     

处理石化污水中的超滤膜清洗方法的研究

采用酸、碱、氧化剂和Nalco PC-98溶液作为清洗剂,对在处理石化废水过程中被污染的超滤膜进行了清洗研究。初步分析了造成超滤膜污染的原因,结果表明,构成超滤膜膜污染的主要污染物为铁和微生物/有机物。同时对比发现,碱洗采用0.1%的NaOH和0.1%的PC-98溶液,酸洗采用1%草酸溶液的组合清洗方案效果最好,膜的过滤性能基本可以恢复。     

浸没式超滤膜处理水厂沉后水中试研究

从常规砂滤池改造成膜池的角度出发,通过中试,研究了浸没式超滤工艺处理水厂沉后水的处理效能及其运行的稳定性。结果表明,超滤出水平均浊度为(0.050±0.014)NTU,粒径>2μm的颗粒数小于20个.mL-1,能有效保证出水的生物安全性;超滤膜膜丝作为生物载体附着生长一定量的微生物,能去除少量氨氮;超滤对沉后水中有机物的去除率不高,CODMn和UV254的去除率均为10%左右;在试验工况下,工艺稳定运行,化学清洗周期可达4个月;同时试验装置的等效滤速为8.6 m.h-1。因此,从除污染效能和基建用地上看,超滤膜可以替代传统砂滤池。     

生物粉末活性炭-超滤处理饮用水膜污染分析

对生物粉末活性炭-超滤(BPAC-UF)工艺处理地表饮用水的膜污染情况进行了研究。TMP分析表明,普通的水力反冲洗很难将吸附在膜表面的粉末活性炭冲洗掉,但经过物理强化反冲洗后TMP可以得到较好的恢复,增加NaClO维护性化学清洗后,可以很好的降低超滤膜TMP的增长速度。膜污染物质分析表明,物理反冲洗主要去除亲小分子亲水性的有机物膜污染;化学清洗主要去除疏水性的大分子腐殖质类物质。能谱分析结果说明,膜面主要污染元素是C、O,另有一些无机离子。智能傅立叶红外光谱仪分析表明,化学清洗对膜面官能团的种类没有影响,但会影响不同官能团的光谱透射比强度,从而改变了其表面性质。     

膜生物反应器中膜的污染与清洗

通过不同清洗方法对膜通量恢复效果的评价以及对污染膜和各步清洗后对膜表面和断面形貌的观察，对膜生物反应器工艺中的膜污染特征和膜污染进行了研究。结果表明，清水冲洗能消除纤维膜之间淤积的污泥和膜表面松散的污染层，次氯酸钠可以清除膜表面的微生物和有机污染物，而硫酸和柠檬酸能清除膜上的无机物垢。在膜外表面的污染物主要为生物膜和凝胶层污染，而膜内表面的污染物主要为滋生的微生物和无机污染物。对应各步清洗后膜通量的恢复，可以推出，在试验的工艺条件下，无机物污染对膜过滤阻力的影响较大。在此基础上．为延缓膜污染对膜生物反应器提出三点建议．     

新型聚芳醚砜酮超滤膜污染与膜阻力研究

采用新型聚芳醚砜酮(PPESK)超滤膜为分离介质,以炼油污水为研究对象,测定了膜污染和膜阻力.结果表明,PPESK超滤膜在100 kPa下的初始通量为480 L·m-2·h-1,自身阻力为0.78mm-1;在超滤膜运行过程中,溶液通量随运行时间呈指数衰减,通量衰减由60%增加到95%时,膜污染阻力由0.69nm-1增大到5.68 nm-1,膜污染阻力占总阻力的分数从43.95%增大到86.72%,其中不可逆膜污染阻力大小为0.20nm-1.PPESK超滤膜对迭标炼油污水过滤时,因膜污染造成通量衰减,经化学清洗能够得到较大程度的恢复.     

FBR工艺处理生活污水试验研究

采用价格低廉的无纺布代替膜生物反应器中的膜组件组成新型无纺布生物反应器（Fabric bioreactor,FBR）,研究了两种孔径的无纺布（15μm和1μm）生物反应器对模拟生活污水的处理效果,并对FBR工艺的污染情况进行了分析。试验结果表明,两种孔径的无纺布的处理效果差别甚微;FBR工艺对浊度、SS、COD和NH3-N的平均去除效果很好。出水符合城市杂用水水质标准。平行试验结果表明,FBR工艺对生活污水的处理效果达到MBR工艺的96．2％。采用NaClO溶液可有效清洗被污染的无纺布,表面通量的恢复率达到97．2％。     

FBR艺处理生活污水试验研究

采用价格低廉的无纺布代替膜生物反应器中的膜组件组成新型无纺布生物反应器(Fabric bioreactor,FBR),研究了两种孔径的无纺布(15μm和1μm)生物反应器对模拟生活污水的处理效果,并对FBR工艺的污染情况进行了分析.试验结果表明,两种孔径的无纺布的处理效果差别甚微;FBR工艺对浊度、SS、COD和NH3-N的平均去除效果很好.出水符合城市杂用水水质标准.平行试验结果表明,FBR工艺对生活污水的处理效果达到MBR工艺的96.2%.采用NaClO溶液可有效清洗被污染的无纺布,表面通量的恢复率达到97.2%.     

用酶溶液清洗被酱油污染的超滤膜研究

膜污染降低了超滤法澄清酱油的经济性和实用性,本文通过红外光谱定性分析得出酱油对聚砜超滤膜的主要污染物为蛋白质和固形物。分别用胰蛋白酶溶液,氢氧化钠溶液清洗被酱油污染的聚砜超滤膜,并结合二者作用得出最佳的两步清洗流程,清洗效率可达９５％以上。通过ＳＥＭ分析得出污染主要发生在膜表面形成凝胶层,并分析了胰蛋白酶－氢氧化钠溶液清洗流程的作用机理,高效的清洗流程和温和的清洗条件可增强超滤膜性能并延长膜的使用     

聚偏氟乙烯超滤膜亲水改性研究进展

膜污染会缩短超滤膜的使用寿命,增加由于水力清洗、化学清洗以及膜组件更换而产生的费用。为减少运行成本,有必要对膜污染加以控制。膜污染与原水中污染物的性质和膜本身的性质密切相关。亲水性膜具有水通量高、抗污染性能好的特点,因而提高超滤膜的亲水性是提高膜的水通量和控制膜污染的重要方法之一。简要介绍了具有良好化学稳定性、耐辐射性、耐热性的聚偏氟乙烯膜的表面亲水改性和共混亲水改性的研究进展,指出通过不同的改性方式,聚偏氟乙烯膜都能够实现亲水性的增强。     

有机污染海水对硅藻土预涂动态超滤膜通量及清洗的影响

膜的有机污染严重制约着超滤在海水预处理中的应用。通过硅藻土预涂覆强化超滤去除海水中有机物的试验,对比分析了硅藻土预涂覆和直接超滤海水后的膜通量变化。结果表明,硅藻土在膜面形成的滤饼层能够有效避免有机物与膜的直接接触,降低膜的有机物污染程度。利用三维荧光光谱(3D-EEM)及原子力显微镜(AFM)考察了受污染动态膜经HCl、NaOH、NaClO、超声及纯水这5种清洗处理后清洗液组成及膜面形貌变化。清洗效果由高到低依次为NaOH、NaClO、超声、HCl及纯水,膜通量恢复率分别为96.3%、89.2%、72.4%、50.8%和44.1%,NaOH及NaClO可有效去除膜面集聚的类蛋白及腐植酸类有机物。     

“化学软化+TUF”组合工艺在焚烧厂垃圾渗滤液的应用研究

采用“化学软化+TUF”对焚烧厂垃圾渗滤液MBR产水进行预处理,探究了不同Ca(OH)₂加药量的软化效果、管式超滤膜的运行稳定性及组合工艺的处理效果、膜污染控制方式和反渗透运行稳定性。结果表明：Ca(OH)₂加药量占比为90%时,组合工艺对硬度、SiO₂、COD的去除率分别为94.3%、66.7%、30.0%,出水浊度为0.22 NTU,说明组合工艺对硬度、COD、SiO₂、浊度均有较好的去除效果。管式膜产水平均通量在390 L/(m²·h)左右,运行压力稳定在0.25 MPa,通量和压力运行稳定,反洗通量恢复性好。采用HCl(5%)+NaOH(3%)+NaClO(5%)的化学清洗方式可能较好地恢复膜通量。组合工艺除硬除浊处理后,后续反渗透运行稳定性明显改善。本研究可以为“化学软化+TUF”在焚烧厂渗滤液废水预处理阶段的应用提供参考。     

陶瓷膜处理油田采出水的膜清洗方法研究

陶瓷膜凭借机械强度高、化学稳定性好、不易受到微生物侵蚀等优点，在油田采出水处理领域应用广泛。然而膜污染的问题制约了其发展，为此进行了膜清洗方法的研究。发现物理清洗对污染膜的清洗效率较低，通量恢复率低于40%。筛选了氧化剂、表面活性剂、强酸、强碱等四个类型的清洗剂，发现不同类型清洗剂中硝酸、氢氧化钠对膜的通量恢复率最高，分别为83%、49.5%。进行组合式化学清洗方案的开发，研究了药剂浓度对通量恢复率的影响，最终筛选出“2%氢氧化钠+2%硝酸”的清洗方案。在长期运行发现该方法的通量恢复率稳定在92%～100%，且陶瓷膜本身的过滤性能正常。对比污染膜和清洗后膜的SEM和EDS，发现膜表面污染层主要由有机物和无机金属元素组成，该清洗方案能对其进行有效的去除，且没有破坏膜结构。接触角的测定结果表明化学清洗提高了膜的亲水性，增加了膜的抗污能力。