中水回用中膜组件的污染机理及通量预测的研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qwfyhwl
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本论文从膜生物反应器(MBR)中膜材料的选取、主要膜污染物质的研究、运行条件(操作条件和工艺条件)对膜通量及出水水质的影响三个方面全面研究了死端和错流过滤中膜污染的情况。 首先,在0.1MPa,搅拌速度为300r/min条件下,分别用超滤(聚醚砜PES,20 kDa、10 kDa、5 kDa;聚丙烯腈PAN,200 kDa;聚偏氟乙烯PVDF,200 kDa)和微滤(PES,0.1μm;PAN,0.1μm;PVDF,0.1μm)平板膜在死端超滤器上对活性污泥悬浮液过滤,并探讨膜和间歇式生物反应器(SBR)一起处理污水的效果以及过滤后的膜污染机理。结果表明:每种组合处理后的出水水质都达到了中水回用的水质标准(CJ25.1-89);膜污染机理有三种情况:由滤饼过滤过渡到完全(标准)堵塞,再到滤饼过滤;由标准堵塞过渡到完全堵塞,再到滤饼过滤;整个过程以滤饼过滤为主。 其次,采用甲醛.氢氧化钠法提取处理人工配水的活性污泥中的胞外聚合物(EPS),作为实际EPS溶液,同时配制EPS模拟溶液。选用PES(10 kDa、0.1μm、0.2μm)、PAN(0.1μm)、PVDF(0.1μm)在死端超滤器上,分别对实际EPS溶液和EPS模拟溶液进行过滤,从累积体积(V<,acc>)、表观截留率(R<,obs>)、滤饼比阻(α<,c>)及压缩系数(n)等方面研究其膜过滤性能。研究结果表明:BSA、β-乳球蛋白、溶菌酶模拟溶液的过滤性能(V<,acc>,R<,obs>,α<,c>和n)与实际EPS溶液的比较相似,这说明可以用BSA、β-乳球蛋白、溶菌酶模拟实际的EPS研究其膜污染机理;实际EPS溶液和模拟溶液的过滤性能受操作压力、膜孔大小和膜材料的影响,有时这种影响还很明显;不同组合的模拟溶液的过滤性能不同。 最后,研究在分置式膜生物反应器处理小区生活污水过程中操作条件和工艺条件(操作压力(TMP)、错流流速(V)、污泥浓度(MLSS)、溶解氧(DO)、PH、温度(T)、污泥停留时间(SRT)、水力停留时间(HRT))对膜通量、出水COD、TOC和NH<,3>-N的影响情况,并利用多元线性回归法定量研究了各影响因素对膜通量、出水COD、TOC和NH<,3>-N的影响程度。结果表明:TMP、V、MLSS、DO、pH、T、SRT、HRT都是膜通量的影响因素,其中污泥浓度和SRT对膜通量的影响程度最大,影响比例分别为16.9%和18.4%;V、T、HRT、TMP、DO和pH的影响比例分别为13.6%、14.3%、13.4%、7.6%、6.4%和9.3%。TMP和V对COD没有影响,其它操作条件均是影响因素。MLSS、T、SRT、HRT、DO和pH的影响比例分别为28%、29.9%、13.1%、16.8%、6.4%和5.8%。MLSS和HRT对出水TOC有影响,且各自的影响比例分别为44.7%和55.3%。只有HRT对出水NH<,3>-N有影响。膜通量、COD、TOC和NH<,3>-N与各影响条件之间的定量关系式分别为: J=-117.863+773.028P+516.831U-0.007C+7.629D+30.672p-6.465T-0.719S-5.771H COD=1.600+0.005C-3.451D-4.914p+1.144T+0.053S+1.273H TOC=15.166+0.001C-0.355H NH<,3>-N=77.794-4.055H
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