混凝-超滤处理低温低浊受污染水试验研究

以某市江水为研究对象,考察混凝-超滤组合工艺处理低温低浊受污染水的效果,比较不同混凝预处理形式对超滤膜膜通量的影响以及膜滤出水水质的变化.结果表明,混凝预处理可以减缓膜污染,改善膜通量,可将出水的浊度控制在0.2 ntu以下,提高了组合工艺对有机物的去除效果.当混凝剂投加量为30 mg/L时,混凝-超滤组合工艺对UV254和DOC的总去除率分别达到56.5%和39.0%.混凝后直接膜滤对超滤膜膜通量的影响最小,在60 m in内通量下降了11.5%,对UV254和DOC去除率效果最好,平均去除率为37.5%和32.9%.因此采用在线混凝-UF组合工艺可以更明显地改善低温低浊水的处理效果.     

预处理工艺控制膜污染试验及其机理分析

探讨了3种不同预处理技术对延缓超滤膜污染的作用.试验表明,前臭氧+在线混凝+超滤(工艺1)、前臭氧+超滤(工艺2)、前臭氧+预氯化+超滤(工艺3)3种工艺超滤膜过滤的临界通量分别为86.5,59.8,68.1L·(m2·h)-1.其中工艺1临界通量最大,且其稳定运行的时间最长(约190h),能够在一定程度上控制膜污染,这主要是因为水中的有机污染物质通过"矾花"被吸附到胶体类颗粒物上,通过膜筛分截留,减缓了有机污染物质与膜表面的接触与相互作用.控制、缓解膜污染方面,工艺3效果最好,其原因是在NaClO作用下有机物分子特征改变,一方面降低膜的通量负荷,改变其亲疏水性,另一方面NaClO使得滤饼层的电负性增大,过滤截留物和溶解性有机物较易在水力冲洗中被冲掉,跨膜压差得到很好恢复.通过扫描电镜发现,超滤膜表面附着一层滤饼层,滤饼层较疏松,而膜孔已被污染物堵塞;红外光谱研究发现,超滤膜经过氧化预处理和化学清洗,膜表面的某些基团被氧化,膜表面特性被改变.     

再絮凝预处理对超滤膜的污染控制研究

试验针对混凝-沉淀-再絮凝-超滤组合工艺对水中有机物的强化去除效果和膜污染的控制效能展开研究.结果表明:再絮凝-超滤组合工艺对有机物的单元去除率可达26%,远高于传统的超滤膜组合工艺;同时,该工艺对有机物的去除主要体现在对中性亲水性有机物和分子量分别大于10kDa和小于1kDa的有机物方面,与传统超滤膜工艺有较大区别.当采用硫酸铝作为再絮凝剂,其投加量达到6.0mg/L时,统一膜污染指数(UMFI)达到最小(0.061 3m2/L),表明再絮凝预处理工艺能够更为有效地控制超滤膜的污染.Zeta电位的测试结果表明:再絮凝过程可使沉后水中残余的胶体Zeta电位降至0,从而减轻了膜表面对污染物的吸附;而再絮凝过程中微小絮体的形成也使得沉后水中颗粒物粒径增大,防止了膜孔堵塞现象的发生并使得形成的滤饼层结构较为松散,从而取得良好的超滤膜污染控制效果.     

粉末活性炭吸附对超滤膜处理再生水膜污染状况的影响

利用粉末活性炭-超滤(PAC-UF)组合工艺处理污水厂二级出水中腐殖酸(humic acid,HA)溶液,主要考察在不同的PAC投加量工况下对膜通量的影响、膜污染阻力变化、Hermia经典过滤堵塞模型拟合和膜污染趋势分析情况。结果表明,PAC颗粒本身几乎不会影响膜通量的下降,处理腐殖酸类有机溶液的PAC最佳投加量为20 mg/L;腐殖酸导致的膜污染以不可逆膜污染为主,其与滤饼层污染模型的拟合度最好;将超滤阶段分为初期黏附阶段与后期黏聚阶段,初期阶段导致的膜通量下降更加剧烈,后期阶段形成的滤饼层有效的拦截有机物避免直接接触超滤膜。     

超滤去除螺旋藻自身生长抑制物最佳工艺研究

采用不同截留分子量的超滤膜去除螺旋藻回用培养液中的生长抑制物,考虑微滤预处理、操作压力、料液温度、料液pH、转速对超滤膜通量的影响,在此基础上通过正交实验确定微滤预处理后超滤的最佳去除工艺,最后通过测定清洗前后膜的水通量变化确定最佳清洗方法.结果表明,100kDa的超滤膜对回用培养液中的抑制物有显著去除效果,去除抑制物的最佳工艺参数为超滤压力0.2MPa、搅拌转速450r/min、料液pH 9、料液温度35℃;最佳清洗方法为35℃温水清洗0.5h,此条件下膜通量恢复率达94%.     

大豆乳清超滤中膜通量衰减的模拟研究

根据膜通量衰减的过程曲线,把超滤膜通量的衰减过程分为2个阶段,分别对应于快速衰减期、缓慢衰减期,建立了膜通量J随处理时间t变化的半经验模型,采用该半经验模型,很好地拟合了大豆乳清液超滤过程中膜通量衰减的过程,分析了超滤膜材料、膜截留分子质量(MWCO)以及切向于膜面的水流速度等条件下膜通量衰减的影响因素,结果表明对每一个通量衰减阶段,造成膜通量衰减的原因均不是某一种因素的单独作用,阶段1内膜通量衰减的原因不仅仅是吸附污染,还涉及浓差极化和膜孔堵塞作用,阶段2内膜通量衰减的原因受膜材料、膜MWCO和进水流速等多种因素的影响而各不相同.     

混凝/吸附预处理对超滤膜过滤特性的影响

采用混凝和吸附两种方法预处理模拟微污染地表水,研究了不同水样的污染物指标与超滤膜污染的关系,分析了颗粒物特性对超滤膜通量的影响. 试验结果表明:粉末活性炭吸附能够有效降低水中有机物浓度,但是对于浊度去除效果不明显;混凝对于有机物去除效果较差,但能明显降低水中浊度. 混凝预处理能够有效提高膜通量,但吸附对膜通量没有影响. 不同水样的膜污染指数与浊度及溶解性有机物（DOC）的相关性拟合表明,膜污染指数与浊度性相关性较好,与DOC相关性较差,水中浊度物质是试验条件下膜污染的主要物质;0.01~1.20μm的胶体和颗粒物是造成膜通量下降的主要因素,同时,浊度物质造成的膜污染指数具有良好的累积性.      

PAC及颗粒物对超滤膜有机物污染的影响

为了研究粉末活性炭(PAC)及水中颗粒物对浸没式中空纤维超滤膜有机物污染的影响特性,分别采用单独超滤和PAC-超滤工艺处理含不同污染物的原水,分析其膜比通量和跨膜压差的变化。结果发现:与单独超滤清水相比,投加25 mg/L和100 mg/L的PAC后,稳定运行的膜比通量分别下降了0.06和0.14 L/(h.m2.kPa)。与单独超滤天然有机物污染原水相比,投加20、50、100 mg/L的PAC时的跨膜压差增长速率分别下降了0.003 1、0.002 3、0.001 7kPa/min。天然有机物原水中投加高岭土后经单独超滤和PAC-超滤工艺处理,水力反洗后的归一化膜比通量与投加前相比,分别平均提高了5%和2.6%。     

超滤膜表面预沉积吸附剂对膜污染的缓解作用研究

选择三种含铁吸附剂FeO_xH_y、Fe_3O_4和MnFe_2O_4,分别预沉积到超滤膜表面的方式,通过对比3种蛋白质引起的膜通量变化;并分析超滤膜表明形态,探究超滤过程中蛋白质对膜污染的作用以及吸附剂对缓解膜污染的效果。试验结果表明:鸡卵白蛋白(ovalbumin,OVA)造成的膜污染最严重;预沉积MnFe_2O_4的对OVA的吸附效果,预沉积Fe_3O_4对OVA的吸附效果较差,对膜污染没有缓解作用。     

南美白对虾养殖海水陶瓷膜超滤和絮凝超滤研究

以渤海黄骅地区南美白对虾养殖用海水为研究对象,通过陶瓷膜超滤和絮凝超滤处理研究,摸索出陶瓷膜超滤养殖用海水工艺条件.①对于普通汪子砂滤海水(TOC=18.55～20.05 mg/L),保持膜通量134 L·m~(-2)·h~(-1)时超滤,20 min恒流运行,跨膜压差0.04～0.062 MPa;当膜通量保持223 L·m~(-2)·h~(-1),跨膜压差0.10～0.12 MPa,12 s反洗可以恢复膜通量.经陶瓷膜超滤后TOC去除率47.16%,UV254去除率1.10%,弧菌去除率100%.②对于有机物丰富汪子砂滤海水(TOC=55.0～59.16 mg/L),超滤处理时,保持膜通量31 L·m~(-2)·h~(-1),10 min恒流运行,跨膜压差从0.14 MPa迅速升至0.20～0.21 MPa.经陶瓷膜超滤后TOC去除率74.49%,UV254去除率32.80%,弧菌去除率100%.③有机物丰富汪子砂滤海水,通过PAC絮凝预处理,PAC添加量45 mg/L,搅拌絮凝时间20 min.保持膜通量105 L·m~(-2)·h~(-1),20 min恒流量运行、12 s反洗,跨膜压差0.05～0.056 MPa;保持膜通量200 L·m~(-2)·h~(-1),跨膜压差0.11～0.13 MPa.絮凝预处理有效减缓膜污染和提高了膜通量.     

采用浸没式超滤膜-粉末炭工艺处理含嗅水

为解决饮用水的嗅味问题,通过实验室配水实验,考察常规处理加浸没式超滤膜-粉末炭组合工艺(UF-PAC)对含嗅高藻水的处理效果.研究结果表明:在浸没式超滤膜生物反应器中,粉末活性炭可以吸附超滤膜无法截留的溶解性有机物,并能充分发挥吸附作用和长期的生物降解作用.浸没式超滤膜-粉末炭组合工艺可以强化常规工艺的处理效果,将藻细胞完全截留,对DOC,UV254和CODMn的去除率在常规处理的基础上分别平均增长19.6％,30.0％和28.3％;经UF-PAC处理后,出水中二甲基异茨醇和土臭素质量浓度均降至10 ng/L以下,出水水质得到保证.常规处理和膜生物反应器中的PAC共同延缓膜污染,运行30 d跨膜压差仅增加9 kPa.     

有机物的特性对超滤膜通量的影响

采用DAX-8型树脂,将有机物分离成疏水性和亲水性组分,并研究它们各自对超滤膜通量的影响.试验表明,投加100 mg.L-1粉末活性炭,尽管总有机炭(TOC)去除率达40%,但膜过滤通量没有得到改善.投加25 mg.L-1和100 mg.L-1硫酸铝混凝剂,TOC去除率仅为19.2%和31.6%,但通量得到了明显的改善.研究表明,通量的下降在很大程度上取决于超滤膜截留有机物的组分.膜截留疏水性有机物越多,则通量下降也越严重.研究同时表明,超滤膜过滤混凝和粉末炭处理水,截留在膜内的有机物组分有很大的不同.过滤混凝处理水时,膜倾向于截留亲水性有机物,而过滤粉末炭处理水时,膜倾向于截留疏水性有机物.     

超滤和纳滤集成膜技术纯化蒸汽爆破秸秆木 聚糖酶酶解液

为掌握蒸汽爆破秸秆木聚糖酶酶解液的超滤脱色和纳滤浓缩的集成膜技术,研究了两支不同截留相对分子质量的超滤膜脱除色素的工艺,测定了膜通量数据并取样检测色值和还原糖含量,得到脱色率和还原糖回收率,优选一支超滤膜用于脱色;采用截留相对分子质量为150的纳滤膜浓缩超滤工艺的透过液,提高糖液浓度.集成膜工艺的脱色率达到63.6%(对原料液的色值),总还原糖回收率达到92.1%(对原料液的还原糖),说明超滤和纳滤集成膜技术可以脱除蒸汽爆破秸秆木聚糖酶酶解液内的色素,提高糖液的浓度,并且膜通量较高.     

超滤法处理含油废水的试验

采用超滤膜聚丙烯腈（PAN），分别选用直接超滤和混凝-超滤工艺进行了含油废水的处理试验研究，探讨了操作压力、膜面流速对膜通量的影响，以及对石油类和COD的去除效率。试验结果表明：超滤法处理含油废水去除率高，出水水质稳定，石油类和COD去除率高于90％，适宜的操作压力与膜面流速分别为0．06MPa和0．6m／s；采用混凝工艺作预处理，在其后超滤过程中，膜通量变化比直接超滤下降幅度小，且能保持较高通量较长时间的运行。     

试论超滤膜技术处理屋面雨水

雨水充沛,屋面雨水水质较好,处理后可作为中水回用,进行超滤膜技术处理屋面雨水的试验研究,投加混凝剂絮凝后再进行超滤,试验结果表明,超滤膜对水中浊度及有机物均有较优的处理效果,出水水质符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准,作为生活杂用水使用,在膜滤前,做一些混凝等的预处理,可以防止膜污染,增大膜通量。     

吸附预处理减缓微滤膜污染试验研究

聚醚砜(PES)微滤膜过滤厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺(A2 O)出水时,膜污染较严重.废水经过硅藻土、活性白土和活性炭三种吸附剂处理后,膜通量得到明显的改善.吸附预处理减缓膜污染的效果优劣排序:活性炭活性白土硅藻土.扫描电镜图显示,废水经过吸附预处理后,膜表面不存在污垢层,这是膜通量得以改善的主要原因.     

处理垃圾填埋场渗滤液的膜的污染控制与清洗研究

用膜法处理垃圾渗滤液，对膜的污染控制与清洗的研究表明：超滤预处理、调节pH值、冲洗、添加阻垢荆等方法都能够在一定程度上减轻无机纳滤膜的污染状况。其中，超滤预处理和调节pH值的影响大于冲洗和添加阻垢剂的影响。常温下，采用水洗十酸洗＋碱洗＋酸洗的综合化学清洗方法能使超滤膜通量恢复到新膜通量的97．8％；采用水洗＋酸洗＋酸洗的方法能使纳滤膜通量恢复到新膜通量的98．5％，并有良好的重复性。     

葡萄酒生产中超滤膜清洗研究

超滤膜分离技术在应用过程中,膜污染清洗是一个重要的环节。在超滤膜应用于葡萄酒生产的工艺研究中,重点试验研究了膜污染清洗工艺,试验结果表明,采用不同清洗剂组合清洗效果较为理想,清洗后的膜通量可恢复到99%。     

陶瓷膜超滤过程研究及模型分析

采用截留相对分子质量为8 000的陶瓷膜,对聚乙二醇(PEG)溶液进行超滤实验,考察不同操作条件对陶瓷膜超滤过程分离性能的影响及膜污染机制,利用细孔模型对陶瓷超滤膜进行模拟表征,得出等效孔径和等效膜厚,并运用组合模型对膜污染内在机制进行分析。结果表明:细孔模型能较好地运用于陶瓷超滤膜微观结构的表征,通过对不同相对分子质量PEG超滤过程的拟合分析得出了膜结构参数;在操作压力为0.3 MPa、膜面流速为0.5 m/s条件下,PEG 20 000的陶瓷膜超滤过程污染最严重,采用完全堵塞和滤饼过滤组合模型描述该过程的通量衰减趋势与实验值吻合良好。     

清洗对超滤过滤的影响及膜通量恢复的研究

采用截留分子量为10万Da的中空纤维超滤膜和全自动超滤装置,研究不同清洗方式对超滤水处理过程的影响及膜通量恢复效果。试验表明,最佳在线水力清洗方式为"反冲洗 快洗";恢复膜通量的最佳方法为采用表面清洗方式下化学药剂联合清洗,最后再经水力反冲洗和表面冲洗,膜通量可恢复到98.8%。