粉末活性炭-超滤膜组合工艺处理二级出水的膜污染特性

采用粉末活性炭(PAC)-超滤膜(UF)组合工艺对某城市二级出水进行深度处理,研究了不同PAC投加量下组合工艺的膜渗透性能,并对其膜污染性能进行分析。研究结果发现:在最佳膜通量投加量下(PAC为10 mg/L),膜通量和不可逆膜污染阻力达到最低值;组合工艺对不同分子量的去处效果较直接超滤都有所提高,其中小分子量(3k～10 k Da和3kDa)有机物的去除率提高最大;组合工艺以滤饼层和中间堵塞模型为主,而发生完全堵塞模型的概率相对较小。投加PAC能够有效提高去除效果,降低膜污染。     

粉末活性炭-超滤一体化工艺处理微污染水效果

采用粉末活性炭(PAC)-超滤(UF)一体化工艺处理微污染水,考察投炭量对浊度、UV254和CODMn去除效果和对膜污染的影响以及有机物去除效果随PAC停留时间的变化。研究结果表明:超滤膜出水浊度保持在0.100 NTU以下,且不受进水浊度以及PAC投加量的影响。在10,20和40 mg/L投加量下,随着PAC投加量增加,有机物去除率逐渐提高,但单位质量PAC有机物去除效果逐渐下降,10 mg/L PAC可以满足试验水质条件下经济性和出水水质的要求。PAC对有机物去除效果随停留时间增加而降低,较高PAC投加量下降幅度较小。PAC-UF工艺可以有效控制膜污染,次氯酸钠与酸、碱形成的复合药剂对跨膜压差恢复效果最佳。     

吸附预处理对缓解超滤膜污染的试验研究

以鄱阳湖原水为研究对象,考察了PAC吸附预处理对超滤膜处理出水的水质、膜通量变化和膜截留性能的影响,并探讨了不同条件下引起膜污染的污染物种类。结果表明,吸附预处理可以提高膜通量,缓解膜污染,处理后的原水中TOC的去除率大约为40%,提高了吸附-超滤组合工艺对有机物的去除效果。当增加吸附预处理,膜通量下降幅度明显减小,相比鄱阳湖原水直接进行超滤处理时的膜通量,能提升20%以上。在最佳吸附预处理条件下,超滤膜主要截留了鄱阳湖原水中的色氨酸、溶解性微生物产物和一部分腐殖酸,说明类蛋白质是引起膜通量下降的主要污染物。因此,采用吸附-超滤组合工艺可以提高超滤膜过水通量,缓解膜污染。     

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%。     

PAC-MBR组合工艺处理城市污水厂出水的研究

采用平板式膜生物反应器(MBR)工艺处理城市污水处理厂的出水,考察投加粉末活性炭(PAC)对处理效果、膜污染和污泥特性的影响.结果表明,系统在很低的有机负荷(MLSS可承受的TOC负荷为0.014 kg/(kg.d))下有机物去除率大于60%,NH4 -N去除率大于95%,浊度去除率约为92%,可维持30 d左右.平行实验显示,投加PAC极大地提高了系统对有机物的去除率,而对NH4 -N和浊度的去除无显著影响;投加PAC能有效减缓膜生物反应器中的膜污染,使膜污染缓慢发展阶段的历时时间延长了一倍多,并使膜过滤污泥的凝胶极化阻力和总阻力分别减小40.5%和17.4%;另外投加PAC改变了污泥特性,是使系统性能提高的主要原因.     

PAC—HFUM系统处理微污染水的实验研究

采用PAC-HFUM组合工艺处理微污染水,研究了粉末活性炭(PAC)的投加对中空纤维超滤膜(HFUM)运行性能的影响,考察了该工艺对COD、NH3-N和Fe的去除效果.结果表明:随着PAC投量的增加,膜稳定运行时间延长,膜通量下降幅度降低;投加一定量的PAC后,出水COD、NH3-N、浊度和Fe低于地表水环境质量标准(GB3838-2002),且未检测出悬浮物SS和大肠菌群数.     

多孔悬浮填料对SMBR性能的影响

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器中投加多孔、悬浮填料处理人工废水。通过分析测定膜通量、跨膜压力变化及处理水浊度和CODCr,考察填料对浸渍式膜生物反应器性能的影响。实验结果表明,投加填料在一定程度上能够减缓可逆的滤饼层污染阻力,保持较高的膜通量,但是投加填料却破坏了污泥絮体的稳定性,导致处理水的浊度、CODCr及跨膜压力的增大,增加了不可逆膜污染阻力。     

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.     

悬浮填料控制MBR膜污染效能研究

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器中投加软质多孔、悬浮填料处理人工废水。分析测定膜污染阻力（Rf）、滤饼层阻力（Rc）、膜通量（FLUX）、跨膜压力（TMP）及处理水浊度和CODCr的变化,研究软质悬浮填料控制膜生物反应器膜污染的效能。实验结果表明,投加软质悬浮填料能有效降低膜污染阻力、滤饼层阻力和跨膜压力,增加膜通量,有利于延缓膜污染,提高膜组件的过滤性能;MBR中投加软质悬浮填料能提高CODCr的生物去除效率,但是降低了膜组件对微小悬浮固体的截留效能,增加了出水浊度和CODCr浓度。     

混凝-超滤处理受污染原水的试验研究

进行了混凝-超滤组合工艺对受污染原水的试验,研究了混凝改善膜通量和防止膜污染的效果.结果表明,投加混凝剂20 mg/L(以Al2(S04)3计)后对不同季节原水的膜通量影响差别较大,在常温20℃和在低温5℃时,混凝后在经过0.45μm膜过滤后的水样对膜通量的影响最大,通量分别下降了39.6%和48.3%.而混凝后直接过...     

在线周期反冲洗超滤膜污染过程研究

采用切割分子量105Da的中空纤维超滤膜,对污水厂二沉池出水进行了不同频度周期反冲洗超滤试验,试验结果与膜污染过程的理论分析相一致.过滤膜阻与反冲洗次数或过滤时间的关系曲线可分为两段:起初的增长段为不可逆滤饼层的累积阶段,直线的斜率为各次反冲洗不可逆膜阻增量;后期的水平段为滤饼层累积与剥离达到相对平衡的阶段.增加在线反冲洗频度降低了不可逆膜阻增量,有效提高了净产水速率.扫描电镜分析结果表明,水力反冲洗去除了部分膜表面污染物,将滤饼层变得松散,一定程度上减轻了膜污染,经化学清洗后,膜表面的滤饼层基本被去除.     

Effects of coagulation on submerged ultrafiltration membrane fouling caused by particles and natural organic matter （NOM）

Natural organic matter (NOM) and particles in source water are responsible for the majority of ultrafiltration (UF) membrane fouling that occurs during drinking water treatment. This study was conducted to (1) understand the UF membrane fouling phenomena caused by NOM and turbidity-causing particles and (2) investigate the effect of coagulation pretreatment on the alleviation of membrane fouling. In this study, kaolinite and humic acid (HA) were used to simulate the particles and NOM present in source water. The results revealed that the particles contributed to reversible fouling due to cake layer formation on the membrane surface, but that could be effectively reduced by increasing the frequency of physical backwashing. The results of the molecular weight (MW) distribution measurements, resin fractionation, SEM and FTIR analyses showed that HA primarily contributed to irreversible fouling. Taken together, the results of this study imply that the particles and NOM compounds present in source water may have different fouling behavior, and that particles may mitigate the irreversible fouling caused by HA. The addition of coagulant can lead to a higher rate of removal of large-sized hydrophobic compounds. Coagulation pretreatment can improve membrane performance and postpone membrane fouling development effectively, as well as retard the implementation of membrane chemical cleaning.     

膜蒸馏法浓缩中药提取液过程膜污染机理类型的确定

用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜对中药提取液进行直接接触式膜蒸馏,测定了不同封装分率和料液流量下的跨膜通量。应用膜污染机理中的4种过滤模型分别对实验数据进行线性拟合,结果发现滤饼过滤模型的拟合程度最好。这说明在所研究的过程中膜污染物基本没有进入膜孔,为时短暂的膜孔堵塞也可以忽略,膜表面上滤饼层增厚是导致跨膜通量下降的最直接原因。     

悬浮载体复合膜生物反应器过滤特性及滤饼层微结构特征

为研究悬浮载体复合式膜生物反应器(SCMBR)的膜过滤特性和膜表面滤饼层的微观结构特征,对SCMBR和传统膜生物反应器(CMBR)膜污染表面进行了对比分析.阻力构成分析表明,SCMBR滤饼层阻力所占总阻力比率在相同运行时间(15%,10 kPa,34 h)和跨膜压力(45%,30 kPa,89 h)下均小于CMBR(63.33%,34 h,30 kPa).污染膜表面扫描电镜分析表明,SCMBR反应器内膜表面滤饼层结构较疏松,孔隙较大.通过ISA3D软件对共聚焦显微镜图像进行分析,确定了滤饼层微观结构参数,结合Carman-Kozeny方程研究了SCMBR滤饼层阻力减小的机理.     

超滤膜处理地表原水膜阻力特性研究

从实际应用角度考虑,把膜阻力分为构造阻力、滤饼层阻力和吸附阻力,并将后两种阻力与水力冲洗强度联系起来,具有实用性.在过滤地表水源且当水中有机物含量变化不大时,吸附膜比阻力与过滤时间呈线形性增加.原水浊度较高时,吸附膜比阻力较小,反之较高.在过滤初期,吸附膜比阻力与原水UV254相关,原水UV254较高时,初始吸附膜比阻力较高,反之较低.滤饼层阻力随过滤时间呈线性下降.浊度较高的原水,滤饼层膜比阻力较小,且下降速率减缓,亦即由滤饼层阻力转化为吸附阻力的部分减少.因此,原水浊度适当提高,可降低总的膜阻力,增加透水通量.     

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.     

陶瓷膜有机物污染的阻力分析研究

陶瓷膜污染主要由膜面滤饼层、膜面凝胶层、膜孔堵塞3部分污染组成,通过陶瓷膜污染过程的实验研究,对陶瓷微滤膜有机污染进行了阻力分析,分析了操作压力、模拟液浓度、模拟液温度对膜过滤过程中总阻力以及各部分阻力的影响。结果表明:在0.05 MPa～0.2 MPa的试验操作压力范围内,膜表面阻力所占比例均在75%以上,是膜污染最主要来源;膜孔堵塞阻力所占比例较小,且随着操作压力的增大,膜孔堵塞阻力越不明显;随着模拟液TOC值的提高,膜污染加剧,在3 mg/L～40 mg/L的实验浓度范围内,膜表面阻力均占总阻力的50%以上,是膜污染的重要来源;通过电镜对陶瓷膜被污染前后的断面进行扫描比较在微观层面上证实了阻力分析的结果。     

粉末活性炭（PAC）改性聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜的制备及性能研究

以粉末活性炭（PAC）为改性剂,通过共混杂化的方法加入聚偏氟乙烯的铸膜液中,采用相分离法制得一系列含有不同PAC比例的聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜。通过电子扫描显微镜、原子力显微镜、接触角测量、红外光谱等表征手段对改性膜和空白膜的结构和性能进行对比和分析,并以腐殖酸溶液和市政二沉池出水为处理对象进行过滤实验,研究PAC的添加对超滤膜的抗污染性能影响。结果表明：PAC的添加可以提升超滤膜的孔隙率,改善亲水性,增强纯水通量和污染物阻截率。并且,以纯水通量最高的活性炭杂化超滤膜和空白膜作为对照组进行腐殖酸（HA）溶液和市政二沉池出水的过滤实验,发现PAC的添加可以增强超滤膜的抗污染性能。