超濾污水深度處理特性及膜污染機(jī)理研究

【摘要】： 本研究采用截留分子量分別為100,000Da和20,000Da的國產(chǎn)中空纖維超濾膜對西安市北石橋污水凈化中心的二沉池出水進(jìn)行了深度處理實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)采用超濾自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對操作條件的自動(dòng)控制和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，提高了實(shí)驗(yàn)精度。實(shí)驗(yàn)分析了超濾對污水的處理效果及消毒效果。并比較了同種膜材質(zhì)，不同截留分子量的超濾膜對污水中幾種重要指標(biāo)的去除效果，以及在運(yùn)行過程中膜通量的變化情況。實(shí)驗(yàn)還通過周期反沖洗以及無反沖洗時(shí)不同壓力下、不同回收率下的膜阻力變化情況分析了運(yùn)行條件對膜污染的影響。 從濾后水質(zhì)看出超濾膜對濁度、細(xì)菌總數(shù)及大腸桿菌的去除效果良好。原水濁度在1.82～3.56NTU范圍內(nèi)，出水濁度均小于0.5NTU。細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的去除率均大于99％。超濾膜對污水中有機(jī)物有一定的去除，但去除率不高。不同截留分子量的膜對COD_(Cr)、TOC、UV_(254,)、色度的去除率稍有差異，20,000Da膜的去除率略高于100,000Da膜。截留分子量對超濾過程中膜通量的變化有很大影響，膜過濾初期20,000Da膜通量衰減嚴(yán)重。膜長期運(yùn)行時(shí)，100,000Da膜通量衰減幅度較大。 直接超濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反沖洗能夠在一定程度上緩解膜污染。適當(dāng)?shù)幕厥章屎瓦M(jìn)膜壓力都可以有效減小膜污染。通過對膜污染數(shù)學(xué)模型的分析，明確了在過濾初期，膜孔窄化是造成滲透通量下降的主要機(jī)理；而過濾后期，濾餅層的形成是造成滲透通量下降的主要機(jī)理，因此運(yùn)用階段模型可更好的模擬膜污染過程。 【關(guān)鍵詞】：超濾 截留分子量 膜阻力 膜污染 膜孔窄化
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 1 緒論8-15
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 膜分離技術(shù)9-12
• 1.2.1 膜分離技術(shù)發(fā)展簡介9-10
• 1.2.2 膜分離技術(shù)特點(diǎn)及分類10-12
• 1.3 超濾技術(shù)在水處理中的應(yīng)用12-13
• 1.3.1 超濾在飲用水處理中的應(yīng)用12-13
• 1.3.2 超濾在污水處理中的應(yīng)用13
• 1.4 本文的研究工作13-15
• 1.4.1 課題來源13-14
• 1.4.2 研究內(nèi)容14-15
• 2 超濾理論與膜污染15-26
• 2.1 超濾原理15-17
• 2.1.1 超濾膜的截留性能15-16
• 2.1.2 超濾的分離機(jī)理16
• 2.1.3 超濾的表面吸附機(jī)理16-17
• 2.2 超濾的傳質(zhì)理論17-19
• 2.2.1 顆粒在膜表面的傳輸機(jī)理17-18
• 2.2.2 流體在膜內(nèi)的傳輸機(jī)理18-19
• 2.3 影響超濾過程的因素19-20
• 2.3.1 膜的性質(zhì)19
• 2.3.2 料液的性質(zhì)19-20
• 2.3.3 膜分離的操作條件20
• 2.4 超濾膜污染及其控制20-26
• 2.4.1 膜污染概述20-21
• 2.4.2 膜污染的度量21-22
• 2.4.3 膜污染的分析鑒定方法22-23
• 2.4.4 控制超濾膜污染的措施23-26
• 3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法26-35
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及工藝流程26-28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容28-30
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原水28-29
• 3.2.2 20,000Da超濾膜處理試驗(yàn)29
• 3.2.3 100,000Da超濾膜處理試驗(yàn)29-30
• 3.3 分析方法與測試儀器30-31
• 3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法31-35
• 4 直接超濾污水深度處理實(shí)驗(yàn)35-44
• 4.1 超濾對污染物的去除效果35-38
• 4.2 不同截留分子量超濾膜的過濾性能比較38-42
• 4.2.1 截留分子量對膜出水水質(zhì)的影響38-40
• 4.2.2 不同膜的初期水通量的衰減情況40
• 4.2.3 不同膜的長期運(yùn)行水通量的衰減情況40-41
• 4.2.4 兩種膜化學(xué)清洗后膜通量的恢復(fù)情況41-42
• 4.3 超濾對不同分子量有機(jī)物的去除情況42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 5 運(yùn)行條件對超濾膜污染的影響44-49
• 5.1 膜過濾特性的表征方法44-45
• 5.2 操作壓力對膜污染的影響45-46
• 5.3 剪切率對膜污染的影響46-47
• 5.4 周期反沖洗對膜污染的影響47-48
• 5.5 本章小結(jié)48-49
• 6 超濾膜污染機(jī)理研究及污染模型的提出49-59
• 6.1 膜污染狀況分析49-50
• 6.2 膜污染機(jī)理探討50-51
• 6.3 膜污染模型的提出51-58
• 6.3.1 膜孔窄化和濾餅層過濾膜污染模型51-54
• 6.3.2 超濾膜孔污染模型的提出54-55
• 6.3.3 模型模擬55-58
• 6.4 本章小結(jié)58-59
• 7 結(jié)論與建議59-61
• 7.1 結(jié)論59-60
• 7.2 建議60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 致謝64

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