初始pH值对正渗透浓缩城市污水和回收磷的影响

为实现从城市污水中回收磷和水资源并同时减少后续处理反应器容积的目的,采用正渗透膜对城市污水进行浓缩,并探究城市污水的初始pH值对浓缩效果和磷回收的影响.首先采用合成城市污水进行正渗透浓缩试验,当提高原料液（FS）的初始pH值至9.5时,FS体积浓缩接近初始体积的1/10后,膜上及垫网上吸附磷含量约为其初始总量的44%,有利于磷的回收.当采用实际城市污水作为FS时,在初始pH值为9.5条件下进行浓缩后,污染膜面存在松散团聚的圆球颗粒,使得该条件下膜面污染物更易被洗脱,膜清洗后水通量高于不调节pH值条件下的水通量.膜原位超声清洗后,浓缩污水变为悬浊液,经静置沉降后收集沉淀物,其主要成分为CaCO₃、鸟粪石和磷酸镁类物质.当初始pH值为9.5时浓缩所得沉淀物中的CaCO₃和鸟粪石含量更高.调节城市污水初始pH值至9.5左右,对其进行三轮42h的连续运行浓缩后,污水的体积浓缩倍数约为8倍,磷回收率可达到63.9%.浓缩结束后,对膜先后进行原位超声清洗和碱洗加酸洗的化学清洗,清洗后膜通量约为初始通量的78%.浓缩后污水的pH值在8.5~9.1之间,且COD/TN值明显提高（从3.6至11.5）,有利于后续的生物脱氮除磷.     

加载絮体形态对短流程超滤膜污染影响效应

以聚硫酸铁（PFS）为混凝剂,微砂为载体颗粒,系统考察了采用加载絮凝-超滤联用工艺净化含高岭土、腐植酸和锑[Sb（Ⅲ）]的模拟原水过程中,不同PFS和微砂投加量条件下加载絮体形态特性以及其对超滤膜通量衰减、膜污染可逆性和宏观出水水质等的影响,并分析了膜污染机理.结果表明,PFS投加量对絮体形态及膜滤效能和膜污染影响显著,且投加量过少或过多均会产生不利影响,以30mg/L为宜;与不投加微砂的工况相比,加入微砂更易于形成大而结构较为松散的絮体,可有效削弱不可逆膜污染,并获得较为稳定的超滤出水水质;超滤末端膜比通量与絮体平均粒径呈良好的正相关性（R²=0.8774）,但因加载絮凝体系中引起分形维数变大的不同类型颗粒（包括小粒径范围絮体和未被加载絮体捕获的微砂）对超滤净水过程产生的影响各异,致使膜通量与分形维数的负相关性较差（R²=0.5760）.     

Aging of PVDF and PES ultrafiltration membranes by sodium hypochlorite: Effect of solution pH

Sodium hypochlorite (NaClO) is a commonly applied cleaning agent for ultrafiltration membranes in water and wastewater treatment. Long-term exposure to NaClO might change the properties and performance of polymeric membranes, and ultimately shorten membrane lifespan. Active species in NaClO solution vary with solution pH, and the aging effects can change depending on the membrane material. In this study, the aging of polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyethersulfone (PES) membranes by NaClO at pH 3–11 was investigated by examining variations in chemical composition, surface charge, surface morphology, mechanical strength, permeability, and retention ability. Polyvinyl pyrrolidone (PVP), which was blended in both membranes, was oxidized and dislodged due to NaClO aging at all investigated pH values, but the oxidation products and dislodgement ratio of PVP varied with solution pH. For the PVDF membrane, NaClO aging at pH 3–11 caused a moderate increase in permeability and decreased retention due to the oxidation and release of PVP. The tensile strength decreased only at pH 11 because of the defluorination of PVDF molecules. For the PES membrane, NaClO aging at all investigated pH resulted in chain scission of PES molecules, which was favored at pH 7 and 9, potentially due to the formation of free radicals. Therefore, a decrease in tensile strength and retention ability, as well as an increase in permeability, occurred in the PES membrane for NaClO aging at pH 3–11. Overall, the results can provide a basis for selecting chemical cleaning conditions for PVDF and PES membranes.     

PVC/PES相容性及对共混超滤膜性能的影响

研究了聚氯乙烯(PVC)与聚醚砜(PES)共混体系相容性及其对共混膜性能的影响。利用溶解度参数原则和混合热焓原则进行理论预测,用铸膜液粘度法进行实验表征,均说明该体系为部分相容体系,且其相容性与组成及共混温度有关。通过对共混膜传质特性的考察,表明铸膜液的相容性会明显影响共混膜的性能;采用共混法可以改善膜性能。     

一体化膜生物反应器处理低C/N污水试验研究

研究一体化连续流间歇曝气膜生物反应器(IMBR)处理低C/N城市污水的工艺效能。试验结果表明:反应器在曝气2 h、搅拌2 h的运行模式下,对COD、NH4+-N、TN和SS的平均去除率分别达到了87%,83.4%,75.4%和97.81%,各出水质量浓度平均值分别为17.5,4.59,7.63和2 mg/L,出水水质达到了GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准。     

不同相对分子质量的有机物对膜通量的影响

采用截留分子量分别为10、30kDa的聚醚砜膜和100kDa的聚偏氟乙烯膜对原水进行分级处理,并采用截留分子量分别为150kDa的聚偏氟乙烯膜和0.1μm的醋酸纤维素膜对出水进行膜过滤试验,研究不同相对分子质量的有机物对膜通量的影响.结果表明,虽然相对分子质量>30kDa的大分子有机物仅为总有机物的15%,但它分别引起微滤膜的通量下降86%和超滤膜通量下降54%.混凝处理可以去除相对分子质量>100kDa的有机物,这部分有机物导致通量下降40%以上.因此,尽管混凝处理仅去除10%的有机物,但改善通量的效果显著.粉末活性炭可以去除相对分子量<30kDa的小分子有机物,这部分有机物对通量下降的贡献程度甚低.因此,尽管粉末活性炭去除76%的有机物,但改善通量的效果甚微.预处理改善通量的效果并不取决于去除有机物的多少,而是取决于所去除的有机物对通量的影响大小.     

附加电场对中空纤维膜污染的减缓作用

通过对新型附加电场的中空纤维膜组件的实验室研究,探讨了电场对缓解微滤膜污染的作用.在恒定流量下过滤含有20mg/L腐殖酸的原水,无电压时,跨膜压力从0.0200MPa上升到0.0300MPa耗时2h,而施加60V电压时该时间段延长至10h.研究表明,原水中的腐殖酸在电场中发生电泳迁移,减少了向膜表面的移动,其对膜的污染被减缓;同时腐殖酸在电场中发生凝聚现象,沉积在膜表面形成疏松的滤饼层,是跨膜压力增加缓慢的另一原因.     

Tb(Ⅲ)对辣根叶片膜脂脂肪酸构成的影响

以辣根为材料,研究叶面喷洒Tb(Ⅲ)对辣根叶片膜脂脂肪酸构成的影响,结果表明,5 mg·l-1和60 mg·l-1 Tb(Ⅲ)均能增加膜脂饱和脂肪酸的百分含量,而降低不饱和脂肪酸含量,尤其是亚麻酸,但5mg·l-1 Tb)(Ⅲ)未能改变不饱和度指数,60 mg·l-1 Tb(Ⅲ)使不饱和度指数显著降低,同时,Tb(Ⅲ)使辣根叶片HRP活性降低,膜脂发生过氧化,表现为MDA含量增加,因此,Tb(Ⅲ)处理下膜脂脂肪酸的变化与Tb(Ⅲ)诱导的自由基升高有关,且在所有脂肪酸中,亚麻酸在稀土对膜脂脂肪酸影响中贡献最大.     

有机磷阻燃剂生产废水预处理工艺研究

采用液膜萃取—酸析沉降—络合萃取组合工艺对有机磷阻燃剂生产废水进行预处理.最佳工艺条件为:液膜萃取时,液膜油相(表面活性剂与煤油的混合液)与内水相(H2SO4溶液)的体积比2∶1、乳化液膜与废水的体积比1∶8、废水pH 13.0,硫酸体积分数10％、煤油中表面活性剂质量浓度30 g/L、液膜萃取时间 15 min;酸析沉降时,废水pH l.0,酸析沉降时间30 min;络合萃取时,络合萃取剂(烷基叔胺N235与煤油的混合液)中烷基叔胺N235体积分数30％,络合萃取剂与废水的体积比1∶4,废水pH l.0,络合萃取时间30 min.在此最佳处理条件下,废水COD总去除率可达93％,吡啶去除率达99.9％以上,总磷去除率可达97％,BOD5/COD提高至0.32,有利于后续生化处理.     

纳滤膜处理含锰废水

采用纳滤膜处理电解锰生产过程中产生的含锰废水,考察了操作压力、阻垢剂和反冲洗等因素对膜通量和各金属离子截留率的影响。实验结果表明:操作压力越大,膜通量越大,且膜通量随运行时间延长下降得越快;在操作压力为2.0 MPa的条件下,纳滤膜对Mg2+的截留率为90.69%,对Mn2+的截留率为89.72%,对Ca2+的截留率最高,达100%;加入阻垢剂后,纳滤膜的膜通量比未加入阻垢剂时的膜通量略大;反冲洗4次后,膜通量均可完全恢复。