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膜法处理回用生活污水及UF膜过滤生活污水膜污染机理的研究

孙德栋  
【摘要】:采用膜分离技术处理回用废水,不仅具有操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节约能耗和化学试剂等优点,而且可以根据不同的回用要求,得到不同的合格水质,从而带来更大的经济效益和社会效益;膜污染是膜技术应用中所面临的一个重要问题之一,要使膜组件获得长期稳定的运行效果,必须研究其污染机理。由合适的膜污染数学模型,通过模拟计算可为操作参数优化提供指导,从而提高膜和整个系统的使用性能和寿命。本文对膜法处理回用生活污水及UF膜过滤生活污水膜污染机理进行了系统的研究。 在UF作RO预处理过滤山西铝厂生活污水站出水的试验中,首先比较了MF、活性炭吸附、MF-活性碳吸附、混凝作UF预处理的过滤效果,最终确定了混凝作UF的预处理方法。 从降低膜过滤阻力的角度出发确定聚合氯化铝在处理山西铝厂生活污水站出水中的最佳用量。结果表明,在加入最佳聚合氯化铝投加量条件下,膜过滤阻力和沉积层阻力最小。同时,使膜过滤阻力最小的最佳混凝剂投加量也是去除水中有机物、去除水中浊度效果的最佳投加量。 全面考察了混凝-砂滤-UF工艺流程去除有机物、总氮、总磷、LAS、NH_3-N、有机氮、浊度的效果;UF膜出水水质完全符合生活杂用水标准(GBJXX-2001)中的厕所便器冲冼、城市绿化用水标准。对于洗车、扫除用水,LAS略超标,其余指标均符合要求。 对UF膜长期过滤山西铝厂生活污水站出水过程中的结垢污染物进行了研究。结果表明,混凝-砂滤后溶解性有机物浓度较低,对膜过滤长期污染的影响较小,而无机污染较多且成分复杂。对比试验表明投加聚合氯化铝未对膜过滤造成污染。 对山西铝厂生活污水站出水进行混凝-砂滤-UF预处理,然后用小型反渗透设备对UF产水进行了脱盐试验,反渗透产水的含盐量可达10mg·L~(-1)以下,RO产水可用作高质量的工业用水。对进水量为14250m~3/d的反渗透工程进行了计算机模拟及设计。 采用多种化学清洗剂对污染的UF膜进行了清洗研究,结果表明,用次氯酸钠和酸交替清洗膜可以获得较好的清洗效果。 对不同压力下、不同材质、不同截留分子量的UF膜直接过滤原水、过滤混凝出水、过滤混凝.砂滤出水时的阻力分布进行了测定,比较得出了优势污染阻力。 用膜孔窄化模型(堵塞过滤定律)和滤饼层模型(沉积过滤定律)分析 了不同压力下、不同材质、不同截留分子量的UF膜直接过滤原水、过 滤混凝出水、过滤混凝一砂滤出水时过滤过程中的污染控制因素 对UF膜过滤山西铝厂生活污水站出水建立了膜通量数学模型。


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