论文部分内容阅读
高能耗和膜污染是膜技术在污水处理推广方面的两个主要障碍,动态膜技术由于其优良的抗污染和清洗简单等优点越来越备受膜技术研究领域的关注。本文以预涂动态膜技术的应用研究为背景,利用动态膜对错流过滤工艺进行优化:减少膜污染、提高膜通量和简化膜清洗。同时首次提出动态膜技术与当前污水处理热点工艺—生物反应器结合,进一步优化错流式膜生物反应器的性能。实验结合错流式膜生物反应器（CMBR）和A/O工艺,利用动态膜进行过滤,对模拟的己内酰胺废水进行处理,考察系统内的生物活性和污泥硝化性能。在后期,反应器中加入活性炭粉末,以此来改善污泥混合液的性能,改变污泥絮体的结构、物理性能。 首先,通过对错流过滤系统中悬浮颗粒的受力分析,考虑了动态膜制备过程中膜孔堵塞和膜管曲率变化等因素,提出了更切实际的动态膜形成过程数学模型,并对该模型进行了实验验证,利用所建立的数学模型可计算整个过程中的膜通量和膜厚度。颗粒大小、错流速度和跨膜压差等参数对达到稳定状态后的动态膜的膜厚和渗透液通量影响显著,而达到平衡状态所需的时间则与跨膜压差、主体溶液的颗粒浓度和粒径等参数有关。实验显示,膜孔堵塞的速率γ并不与颗粒浓度和压力呈明显的线性关系,但随着颗粒浓度和压力的增大,膜孔堵塞的速率也随之增大。以1250目和6000目的高岭土为动态膜材料,分别在不同的流量、压力和涂膜液浓度下进行涂膜实验,结果表明:当系统常数k0在1250目和6000目高岭土试验中分别取2和10时,实验值与计算值在非稳态和稳态情况下均比较接近。但在实验中发现膜通量进入稳态后仍随时间缓慢下降。 进一步的研究是探索预涂层动态膜的制备条件和动态膜的过滤条件。利用1250目、4000目、6000目的高岭土分别作为动态膜涂膜材料,在不同的错流速度(0.5、1.0、1.5m·s-1)、跨膜压差下（0.1、0.2MP）和不同颗粒浓度(0.5、0.75、1.0g·L-1)下分别进行涂膜的正交实验。以过滤二级出水和活性污泥的出水通量和水质作为评价膜的性能指标,结果显示0.1MP压差、1.5m·s-1的初始膜面流速,用0.5g·L-1的6000目高岭土进行涂膜30min得到的动态膜比较理想。在动态膜过滤和0.2μm无机微滤膜过滤实验的比较中,结果显示,动态膜过滤污泥混合液时在出水水质和通量方面明显由于直接过滤,而处理二级出水在膜通量方面没有太大的优