流体流动状态对超滤效率及膜污染的影响

超滤技术作为膜分离技术的一种,由于具有效率高、能耗低等优点已经被多种行业广泛应用.但是,浓差极化和膜污染却极大降低膜分离效率,成为制约膜分离技术推广应用的重要因素.解决和减轻浓差极化和膜污染的方法有很多,本文着重于流体流动状态对浓差极化和膜污染的影响进行了论述.     

流体流动状态对超滤效应及膜污染的影响

超和为膜分离技术的一种,由于具有效率高、能低等优点已经我种行业广泛应用。但是,浓差极化和膜污染却极大降低分离效率,成为制约膜分离技术推广应用的重要因素。解决和减轻浓差极化和膜污染的方法有很多,本文着重于流体流动状态对浓差极化和膜污染的影响进行论述。     

好氧MBR处理垃圾渗滤液中膜面优势污染物及污染阻力

将好氧MBR处理垃圾渗滤液装置中的污泥混合液进行合理分离,通过死端过滤实验和膜污染阻力测定实验,以确定MBR中造成膜污染的优势污染物和优势污染阻力。实验结果表明,上清液中的胶体物质和大分子粘性有机物是造成膜污染的优势污染物;膜污染阻力主要由凝胶极化阻力和外部污染阻力构成,二者之和占总污染阻力的95%以上。     

陶瓷膜污染过程分析与膜清洗方法优化

采用膜孔径为50 nm的陶瓷膜错流过滤方式,对碱性高浓度有机洗涤废水进行9个周期的膜通量衰减及反向脉冲清洗再生实验研究.通过设计膜污染阻力构成实验,测算膜污染总阻力及其构成比例.实验结果表明,膜固有阻力比例较低,浓差极化污染较弱,Rt和Rc+Rirt污染阻力稳定性较高,膜堵塞形式兼有孔内堵塞和滤饼过滤；选择质量分数0.1％的稀盐酸和0.2％的草酸溶液膜清洗效果均较好,清洗时间为3 min,脉冲时间和频率为3 s/5 s.     

长泥龄膜生物反应器中活性污泥的膜污染研究

长泥龄膜生物反应器(MBR)内污泥性质与普通活性污泥有显著差异。利用一污泥停留时间长达300 d的膜生物反应器研究了污泥浓度、过膜压力和错流速率对长泥龄活性污泥膜污染特性的影响。研究结果表明，使用0.2 μm微滤膜错流过滤时，浓差极化阻力R_cp和滤饼层阻力R_c是膜污染的主要影响因素，各占总的膜阻力R_t的23%～63%和31%～73%。与之相比，膜内部阻力R_if和膜固有的阻力R_m只占总的膜阻力Rt的0.7%～2.4%和1.2%～6.4%，几乎可以忽略不计。随着污泥浓度，过膜压力的增大和错流速率的减小，膜污染逐渐加剧。因此，降低过膜压力，提高流速，可以有效减缓膜污染，减少清洗频率，延长膜组件的使用寿命，从而节约操作成本，推广应用。     

超滤处理豆腐废水阻力的研究

采用中空纤维聚砜超滤膜,对处理豆腐废水过程中膜阻力的分布进行了研究。通过测定不同条件下超滤的通透量,计算出超滤过程中各种阻力及其所占的比例。试验结果表明预处理及超滤条件不同,其过滤阻力构成也不同。预处理愈完善,其浓差极化阻力愈低,总阻力也越小。     

膜生物反应器次临界通量运行的膜污染特性研究

膜生物反应器（MBR）是将膜分离与生物反应相结合的污水处理新工艺,近年来已引起广泛的关注,但不可避免的膜污染限制其更广泛的应用。临界通量在膜污染控制中是个非常重要的概念。本试验研究平板膜生物反应器在次临界通量运行下的膜污染状况,并结合膜污染模型进一步表征膜表面的污染特性。试验结果表明。该平板膜生物反应器在次临界通量运行的情况下,膜污染可分为膜污染缓慢发展阶段（第Ⅰ阶段）和膜污染迅速发展阶段（第Ⅱ阶段）,可分别用膜孔堵塞模型和泥饼阻力模型表征膜阻力与时间的变化关系。同时,对运行后的膜阻力分布进行分析,表明泥饼阻力和孔道吸附堵塞阻力是膜污染的主要组成部分,分别占到总阻力的73％和24％,而膜本身阻力仅占3％。     

膜材料与生物蛋白质相互作用的测定及膜污染的研究

超滤技术具有设备简单,操作容易,处理效率高、可在低温或常温下运行及省能等特点,已在生物工程产品提取、纯化、医药工业,食品工业与环境保护等方面得到广泛应用,但在膜的长期使用过程中,常常发现膜的渗透通量仅是纯水通量的2～10％,也就是说,膜的水力学通过阻力增大10到50倍,这是由于浓差极化和蛋白质或胶体在膜表面及孔内壁吸附所致。一般来讲,浓差极化不会给膜的透水量带来不可逆的变化,但蛋白质或胶体在膜表面及孔内壁的吸附(通称膜污染)会给膜性能带来不可恢复的衰减。超滤膜有两个特性影响膜的污染,(1)膜的物理化学性质,包括荷电性,亲水性等;(2)膜表面孔隙率与形态,典型的超滤膜表面孔隙率较低,从0.3％到15％左右,因此,局部(孔附近)产生的浓差极化较宏观平均浓差极化大得多。膜污染控制有如下方法:(1)选择膜材料或进行预处理;(2)料液预处理;(3)调节操作条件。因此,膜材料与溶质间的相互作用是影响膜污染的主要因素。本文采用液相色谱法来测定膜材料与溶质的相互作用,将膜材料作为固定相,以水为流动相,将不同的溶质作为样品注入。这样,具有较强排斥作用的样品,将具有较短的保留时间,而排斥作用较小,吸附作用较强的样品,则具有较长的保留时间,以重水作为标准物,则可得到不同材料对不同溶质的相互作     

无机微滤膜过滤阻力的研究

本文采用孔径为 0 .8μm、0 .2 μm和 5 0nm的无机微滤膜 ,考察了不同情况下膜的过滤阻力分布情况。对于造纸黑液 ,当浓度较低时 ,过滤阻力由膜阻力、吸附阻力、堵孔阻力和浓差极化阻力共同控制 ;当浓度较高时 ,吸附阻力起主要作用。过滤 1g/L聚乙二醇溶液的试验结果表明 ,不同孔径膜的过滤阻力构成是不同的 ,孔径越小则吸附阻力越小 ,但浓差极化阻力会显著增加     

粉末活性炭对膜过滤性能的影响

向一体式膜生物反应器中投加粉末活性炭(PAC),可以显著提高膜的过滤性能,有效缓解膜的污染.研究结果表明:投加PAC的吸附作用减少了由于胞外聚合物(EPS)而引起的膜污染;膜表面PAC颗粒的存在减小了浓差极化层的厚度和水力边界层的厚度,提高了过滤物质的传递速率;膜表面形成的PAC层还可过滤微生物和胶体颗粒,减少了它们到达膜表面的数量.     

复合式膜生物反应器膜污染机理研究

通过在膜生物反应器中添加填料,在保持良好出水水质的前提下可有效降低悬浮污泥浓度,从而减轻膜表面的污泥沉积,减轻膜污染。在处理生活污水的试验中,膜表面泥饼层阻力在总阻力中的比例下降到10％,而膜孔吸附阻力中由溶解性有机物所造成的阻力占到83．3％,这表明由于膜表面的污泥沉积降低,膜组件对溶解性有机物的吸附增加,因而应当选择合适的污泥浓度以得到最佳的综合效果。     

膜电解氢自养膜生物反应器还原水中的ClO_4~-

考察了膜电解氢自养膜生物反应器在不同水力停留时间(HRT)和电流强度下对饮用水中ClO4-的去除效果。结果表明,在进水ClO4-浓度和电流强度分别为10 mg/L和300 mA的情况下,HRT从12 h降低到4 h,反应器出水ClO4-浓度随HRT的降低呈增大趋势,但运行稳定后去除率均维持在99%以上,出水pH较进水有所增大,但增加幅度随HRT的缩短而减小。当电流强度从100 mA增加到200 mA时,出水ClO4-浓度随电流强度的增大而减小,稳定运行后出水ClO4-浓度低于4μg/L,出水pH受电流强度变化的影响不大。整个运行过程未检测到中间产物ClO3-和ClO2-的存在。     

改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染机理研究

以聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)和纳米二氧化钛(TiO2)为膜材料,采用L-S相转化法制备共混改性PES膜。在24℃、0.2 MPa的操作条件下,制得的PES膜纯水通量为300 L/(m2.h)左右,CA改性PES膜为660 L/(m2.h)左右,TiO2改性PES膜为840 L/(m2.h)左右。通过膜生物反应器中膜阻力的测定,表明膜污染主要由浓差极化层及凝胶层引起的;通过活性污泥对膜污染机理的研究,判断出污泥的过滤过程基本符合沉积过滤定律。在MBR中运行时,改性PES膜稳定通量高于未改性膜,总阻力低于未改性膜;TiO2改性膜稳定通量高于CA改性膜,总阻力低于CA改性膜;通过扫描电镜分析,改性PES膜沉积层的厚度均比未改性膜薄,TiO2改性膜沉积层厚度小于CA改性膜,表明改性膜的抗污染性能提高了,TiO改性膜抗污染性能更优。     

不同膜组件应用于重力出水式膜生物反应器的性能比较

通过曝气强度的调节，对2种不同膜组件用于重力出水式膜生物反应器处理生活污水进行可行性研究。结果表明：本重力出水式膜生物反应器的经济曝气强度约为40 m³/(m²·h)。此时对氨氮、COD、浊度的平均去除率分别为：97.8%、90.8%和99.4%。对比膜通量与曝气强度的关系，膜组件A（膜丝材质为聚乙烯，直径0.54 mm，孔径0.4 μm，膜面积为9.0 m²）比膜组件B（膜丝材质为聚偏氟乙烯，直径0.80 mm，孔径0.22 μm，膜面积为12.5 m²）具有更好的经济性，适合于改造为重力出水式膜生物反应器。在线化学清洗方式下，膜组件A可以比膜组件B更快地恢复膜通量。     

膜生物反应器中新型无纺布膜过滤特性及膜污染特征

通过无纺布和聚偏氟乙烯平板膜组件在相同操作条件下的对比实验，研究无纺布膜的过滤特性。结果表明，2种膜的膜生物反应器COD、氨氮平均去除率均＞90%。过膜压力变化表明在长期运行条件下，无纺布可适于作为膜生物反应器的过滤介质，其过滤机理为膜表面滤饼层形成动态膜，从而增强了膜截留能力。膜污染研究表明，无纺布膜阻力主要来自滤饼层（占总阻力的83.6%），经清洗后膜通量可恢复至94%。扫描电镜显示膜表面滤饼层较厚，结合膜阻力分析结果认为，该滤饼层对膜污染和可逆性影响较大。对膜表面和膜孔中胞外聚合物（EPS）的红外分析证实，其中含有蛋白质和多糖物质，而且组分分析表明蛋白质是膜污染物EPS中的主要组分，在膜孔中的含量比滤饼层中还高。     

膜生物反应器生物降解与膜分离共作用特性研究

膜生物反应器实质是生物降解与膜分离相互影响,共同作用的过程,污泥浓度与通量之间存在一定的相关关系,膜分离对生和性能尤其是细菌活性有着重要的影响,而生物反应器内细菌胞外聚合物,溶解性有机物及微细胶体可能成为形成凝胶层导致通量下降的主要因素。     

一体式膜-生物反应器中膜污染过程的动态分析

膜污染过程的动态研究对于有效地控制膜污染意义重大。结合膜过滤压差的上升和污染膜表面微观形态的变化 ,对不同污泥浓度和膜通量条件下 ,一体式膜 生物反应器中膜污染过程进行了动态分析。结果表明 ,膜污染初期主要是水中溶解性物质在膜表面附着 ,随后污泥在膜表面沉积。溶解性有机物在膜面的附着 ,对膜过滤压差即膜过滤阻力的变化影响不大 ,而活性污泥在膜表面的大量沉积将导致膜过滤压差迅速上升。污泥浓度愈高 ,膜通量愈大时 ,活性污泥颗粒愈易在膜面沉积。通过停止进出水维持空曝气、降低反应器内污泥浓度或延长膜的停抽时间可以使沉积在膜表面的悬浮污泥脱离膜表面 ,从而使膜过滤能力得到很好的恢复。采用经典的膜污染模型对各运行阶段膜污染模式进行了分析 ,模型拟合结果与电镜观察结果基本吻合。     

膜生物反应器中的膜污染问题

本文主要论述了一体式膜生物反应器的膜污染问题 ,包括膜污染的数学模型、膜污染种类以及防止膜污染的设计与操作、膜清洗等。     

厌氧膜-生物反应器中超声控制膜污染研究

研究了利用超声在线控制厌氧膜-生物反应器(MBR)膜污染发展的方法.结果表明,对于不使用超声而单纯采用水力控制的方法,当膜表面错流速度超过1.0 m/s时,可以有效控制膜污染的发展.对于利用超声控制膜污染,适于本试验系统的超声电功率范围在60～150 W之间.在150 W的电功率和0.75 m/s的错流速度下,利用超声可以有效控制厌氧MBR的膜污染发展,膜过滤阻力∑R可以稳定在5×1011 m-1左右一周以上,达到和单纯水力控制时,1.0 m/s以上的错流速度相当的污染控制效果.