厌氧膜生物反应器膜污染特性研究

试验研究了厌氧膜生物反应器(MCAB)在处理酒厂高浓度有机废水时的膜污染特性.试验分析了膜阻力分布状况,结果表明外部阻力(浓差极化阻力和泥饼层阻力之和)占总阻力的98%,小于膜孔的物质进入膜孔内引起堵塞与吸附而形成的内部阻力仅占总阻力的2%.同时对泥饼阻力模型(J(t)与t的关系)进行变形推导得出新的阻力模型(阻力R与t的关系),并对数据进行线性拟合,结果表明厌氧膜生物反应器膜阻力符合新的阻力模型,并得到试验条件下的厌氧膜生物反应器的阻力数学模型方程为:R(t)=2.19×1013(1 0.14t)0.5.     

平板膜生物反应器操作运行条件对膜污染特性的影响

采用正交试验法分析评价浸没式平板膜一生物反应器操作运行条件对膜污染的影响．试验选择了影响膜污染的3个主要因素,结果表明各因素对膜污染的主次关系为：污泥浓度〉抽停时间比〉曝气强度;其优化的操作条件为：污泥浓度5500mg／L,抽停时间比10：4,曝气强度0．3m^3／h．试验同时测定了各部分膜阻力的分布情况,结果表明,外部阻力是膜阻力的主要组成部分,因而设法减轻泥饼层或凝胶层的沉积是减轻膜污染的重要手段．     

中空纤维膜的膜污染过程及数学模型研究进展

中空纤维膜在膜法污水处理领域应用广泛,然而膜污染是制约其过滤运行稳定性的重要因素.结合中空纤维膜几何特征和局部过滤通量沿膜丝分布不均匀的特性,综述了适用于中空纤维膜不同污染阶段的数学模型,包括初期吸附污染模型、凝胶层发展模型、泥饼层压缩模型等.进一步探讨了不同操作条件(包括临界通量、水力条件和曝气条件)对膜丝局部污染分布的影响及其数学模型,为中空纤维膜污染的定量认识和防控提供理论支持.最后总结了现有模型的特点与建模思路,并对该领域模型研究的发展方向进行了展望.     

微粒子辅助过滤控制膜污染

基于微粒子辅助过滤原理,提出了一种新型膜污染控制方法,通过在膜表面形成一层疏松滤饼层控制膜污染.通过向原水中加入硅藻土颗粒,使其在膜表面形成一层疏松滤饼层,防止污染物直接在膜表面形成致密性滤饼层导致膜通量急剧衰减,从而达到缓解、控制膜污染的目标;进行周期性气-液混合清洗后,膜与硅藻土颗粒同时得到清洗再生.实验通过加入不同量、不同粒度硅藻土粒子验证膜污染控制效果.结果表明:硅藻土助滤剂对超滤过程膜污染控制效果与助滤剂粒径大小以及投加量有关.加入适量较大粒径助滤剂可有效降低过滤阻力,提高膜通量.而助滤剂粒径过小或投加量过多反而会增大过滤阻力,加剧通量衰减.投加2.0g/L粒径为35μm的硅藻土助滤剂为实验最佳条件,可使相对膜通量和通量恢复率分别提高9%和8%.     

光合细菌液中动态膜的过滤特性

以旋叶膜滤机作为过滤设备对光合细菌发酵液过滤物料进行动态微孔膜膜过滤特性的研究.研究了操作条件如压力、转速、浓度等对微孔膜过滤中的速率和阻力大小及分布情况的影响,发现整个过滤过程分为两个阶段,过滤初始阶段和稳态过滤阶段.在第二个阶段过滤阻力和过滤时间呈线形变化.     

高浓度NaCl溶液真空膜蒸馏传递阻力分布的研究

对纯水体系以及NaCl溶液浓缩过程中真空膜蒸馏传递阻力的分布进行了研究,考察了操作条件对传递阻力分布的影响,分析了传递阻力在浓缩过程的变化原因.结果表明:在纯水体系下,温度和膜表面流速对膜阻力影响较小,其值在162~164.7(Pa·h·m2)/kg范围内变化;边界层阻力受操作条件影响较大,较低的流量和较高的料液温度导致较高的边界层阻力.在NaCl溶液浓缩过程中,渗透通量随浓缩时间起先呈缓慢下降趋势,传递阻力以边界层阻力和膜阻力为主,当料液浓度超过临界值时,渗透通量发生骤降,污染层阻力骤升,膜表面发生结晶污染.但利用清水冲洗受污染膜后,渗透通量恢复率95%左右.因此,控制浓缩终点的浓度低于临界点浓度将有效避免膜污染的形成.     

某厂生活污水站出水用UF膜过滤的污染试验研究

对UF膜处理某厂生活污水出水时膜污染的机理进行了研究．实验结果表明，在膜过滤过程中，沉积层的形成是膜污染的主要来源．压力越大，沉积阻力所占总阻力比例越大．投加混凝剂后沉积阻力所占总阻力比例下降．同时，过滤总阻力也显著减小．膜过滤原水初期，膜污染过程不受堵塞的控制．膜过滤原水过程符合沉积过滤定律．混凝后膜过滤初期，截留分子量为3万的UF膜污染过程不受堵塞的控制，而10万和14万UF膜过滤混凝出水初期时膜污染过程虽然受堵塞的控制，但时间很短，混凝后膜过滤过程主要受沉积层的控制．     

超滤过程中浸没式中空纤维膜组件的数学模拟优化研究

基于中空纤维膜轴向不均污染理论,运用响应曲面法建立了浸没式中空纤维超滤膜组件不同通量状态下,膜组件过滤过程中的膜阻力关于时间、空间的动态数学模型,对建立的模型进行了显著性分析及实验验证,并对中空纤维膜组件进行了数学优化.通过验证实验发现,发现实测数据与膜阻力动态数学模型计算值基本一致.通过对数学模型分析发现:在次临界通量状态下,膜丝长度及运行时间均存在最佳值;在临界和超临界状态下,膜阻力及运行时间与膜丝长度成正比.     

颗粒悬浮填料复合式膜生物反应器的过滤性能研究

介绍了颗粒填料复合式膜生物反应器(HMBR)在工业废水处理中的应用.在运行条件一致的情况下,对普通膜生物反应器(MBR)和颗粒填料复合式膜生物反应器(HMBR)进行了对比实验,着重研究了颗粒填料在膜污染控制方面的作用.结果表明:由于投加填料颗粒,HMBR的沉积层阻力减少了86%,临界通量增长了约20%;在长期运行过程中MBR的膜污染速率是HMBR的3.3倍.在膜生物反应器中投加颗粒填料可以有效地改善其过滤性能,减缓膜通量的下降.     

粉末活性炭-硅藻土生物强化动态膜反应器的过滤性能

将粉末活性炭-硅藻土生物强化动态膜反应器用于处理低浊地表水源.研究结果表明:本工艺具有运行通量大、有机物去除率高、动态膜的过滤阻力较小的特点,过滤过程可以用标准过滤模型来描述.通过电镜观察得到动态膜是由滤饼层、凝胶层和滤网组成,凝胶层紧贴在滤网表面,由硅藻土、活性炭颗粒和微生物代谢物组成,凝胶层的存在有利于动态膜自生时...     

pH对膜污染层EPS污染特征的影响及机理分析

溶液pH值不仅影响溶质的电荷等表面性质,同时也影响膜表面的特性,从而影响溶质与膜表面之间的相互作用和溶质在膜面的沉积量及膜通量.胞外多糖(Extracellular POlvsac-charides,EPS)是膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)中主要的膜污染物质之一,从实际MBR膜污染层中分离纯化得到的EPS,在EPS引起膜污染机理分析的基础上,以过滤阻力、EPS在膜表面沉积量及膜通量为评价指标,综合分析不同溶液pH对EPS污染特征的影响,可为揭示MBR中EPS膜污染的成因和机理以及污染膜的清洗提供参考.结果表明,MBR膜污染层EPS的膜污染过程较好地符合沉积阻力模型,EPS在膜表面的污染主要是EPS沉积引起的;EPS溶液的pH越高,其与膜之间的排斥力越大,沉积量越少,沉积阻力越小,膜通量越高.pH为7.0时,沉积阻力为3.34×10~(11) m~(-1),沉积量为1.25 g/m~2,初始相对膜通量为9.8%.     

中空纤维膜双向流(TWF)分离技术的研究

利用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,对比考察了双向流膜过滤工艺与普通膜过滤工艺.结果表明,中空纤维膜上下入口的周期性切换使得双向流工艺在过滤的同时进行冲刷清洗,大大提高了过滤效率以及膜的耐污染性.清洗实验同样表明,与普通过滤工艺相比,双向流工艺中膜污染后更易清洗,膜通量基本恢复.若干工程实例表明,双向流技术已得到广泛的应用并将对膜工艺优化设计产生重要的影响.     

浸没式中空膜纤维尺寸的优化模拟

外形尺寸优化是对浸没式中空膜纤维污染控制的重要方面.中空膜纤维轴向上"点通量"分布的不均匀是促进膜污染发展的诱因.以轴向通量分布系数Df为目标函数,通过建立单根浸没式中空纤维的过滤模型,对双端出水的中空膜纤维的外形尺寸进行了优化,数值模拟结果表明:膜纤维内径和长度对轴向通量分布影响最大.针对外径为1.1mm的某定型中空膜纤维,当Df控制在1%～3%,纤维内径为0.6～0.8mm时,相应的最佳膜纤维长度范围为0.66～2.06m.     

膜技术处理印染废水研究进展

介绍了膜分离及集成技术在印染水处理中的应用,分析了膜污染存在的原因及解决膜污染问题的研究现状,重点介绍具有自清洁功能的电催化膜及其抗污染机理.最新结果显示,电催化膜利用膜分离与间接氧化协同作用能够实现印染废水高效降解,是一种绿色环保的污水处理新技术,具有广阔的应用前景.开发具有抗污染、长寿命、高通量的膜材料以及集成技术...     

TiO_2动态改性膜应用于MBR的研究

采用二氧化钛(TiO_2)纳米粒子对聚偏氟乙烯中空纤维膜微滤膜(PVDF MF,0.1μm)和实验室自制聚砜中空纤维膜超滤膜(PSF UF,0.05μm)进行表面亲水改性,以期提高膜的抗污染能力.采用膜接触角、纯水通量、出水TOC、膜压差和扫描电子显微镜(SEM)进行表征了TiO_2动态膜的性能.将TiO_2纳米颗粒改性后的PVDF MF和PSF UF膜应用于膜生物反应器(MBR)处理模拟焦化废水(TOC=500 mg/L),考察了其对MBR过滤性能的影响.实验结果表明,改性后膜的水接触角明显减小,亲水性增强,TMP升高速率明显降低,模拟焦化废水,TOC的去除率平均可达95%,经返洗及次氯酸钠清洗后膜表面TiO_2层外观没有明显变化.改性后的膜组件较显著地增加了MBR的膜抗污染的优势,且具有一定的稳定性.因此,将TiO_2动态改性耐污染膜应用于MBR是可行的.     

膜吸收用聚丙烯和聚偏氟乙烯微孔膜的性能评价

以水吸收空气中的氧为例,从膜的微孔性、疏水性、传质效率、膜污染和价格等五个方面对市售国产聚丙烯和聚偏氟乙烯两种微孔中空纤维膜在膜吸收过程中的性能进行了评估,并分析了造成这两种膜性能差异的原因.评价结果表明,聚丙烯微孔膜具有疏水性好、氧传质系数大、抗污染能力强和价格便宜等优良性能,更适宜应用于膜吸收过程.     

操作压力和溶液组成对蛋白质在超滤过程中的膜污染的影响

研究了操作压力和溶液组成(溶质浓度、pH值和水质硬度)对牛血清蛋白在超滤过程中发生的膜污染的影响,同时使用扫描电子显微镜观察了实验所用的超滤膜的结构.研究发现,在膜过滤的过程中,存在着极限膜通量,增大操作压力和进水中蛋白质浓度只能加速膜污染的速度,但不能增强最后的膜污染程度;增大溶液的pH值,以及减小水质硬度,都能够减轻蛋白质在超滤过程中的膜污染程度.     

纳滤对壳寡糖制备液的纯化性能研究

对壳寡糖制备液进行了NF-40纳滤膜脱盐纯化试验研究和理论分析.结果表明,纳滤膜对溶质的分离效果主要由空间位阻和静电效应决定,同号离子在纳滤过程中存在膜竞争透过;在酸性条件下纳滤膜对壳寡糖制备液中阳离子的截留次序依次为壳寡糖>二糖和单糖>Na~+>H~+;在碱性下阳离子竞争趋势因膜污染严重而不再明显.此外,操作压差过大不仅分离效率下降而且膜污染加剧.温度升高有利于脱盐而不利于纯化.