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中空纤维膜及其外置式膜-生物反应器新工艺的研究

吕红

  膜—生物反应器是一种新型的废水处理技术、具有占地少、出水水质好、污泥产量少、运行稳定等优点。内置式膜-生物反应器膜(Submerged Membrane Bioreactor,SMBR)虽然已进入实用阶段,但是膜通量低,膜成本高;而外置式膜—生物反应器(Re-circulated Membrane Bioreactor,RMBR)的膜通量高,但污水膜面流速高(3~5m/s),能耗大,限制了它们的应用。本文将聚丙烯中空纤维膜应用在RMBR中,在聚丙烯中空纤维膜进行了表征的基础上,对RMBR的运行新工艺进行了研究。首先本文用XRD测定了聚丙稀中空纤维的结晶度并确定为α晶型,用SEM观察了膜表面形态,还测定了膜的透气率、孔隙率、泡点及微孔孔径等基本参数。其次,本文考察了RMBR污水处理长期(100天)连续运行的效果,在污水水质为COD_(cr):312~584mg/L,NH_3-N:16~40mg/L的条件下,连续运行的第四天水质就稳定达到COD_(cr)<15mg/L,COD去除率>96.5%,浊度<0.17NTU,SS未检出,NH_3-N<1.53mg/L的水平。同时实验考察了向RMBR系统中添加粉末活性炭对体系的影响,发现向生物反应器添加0.5g(粉末活性炭)几(混合液)可提高出水水质,使出水COD_(cr),降至低于4.22mg/L,COD去除率增至98.9%~99.9%。同时,活性炭作为微生物和有机物的载体,降低了膜污染,体系也可以在更低的膜面流速下稳定运行。研究发现,膜面流速在0.9~1.9m/s范围内,临界膜通量随膜面流速的增大而增大。添加粉末活性炭,组合添加粉末活性炭和铝盐(Al_2(SO_4)_3·18H_2O)可提高临界膜通量。在膜面流速1.9m/s下临界膜通量从72L/(m~2·h)分别增至76L/(m~2·h)和81L/(m~2·h),临界循环比比未添加时分别低约10%和20%。此外还考察了温度对膜通量的影响:在温度22~30℃,透膜压力为70kPa,膜面流速为1.3m/s的条件下,膜通量随温度的增加而线性增加,温度每升高1℃,膜通量增大1.9%。对于已污染的膜,使用三种不同的方法对膜进行再生,发现水反冲洗、碱浸泡+水反冲洗、碱浸泡+酸浸泡+水反冲洗可分别使膜通量恢复至新膜的47%、83%、94%。研究还发现膜组件的反置运行可使膜通量恢复约10%。刘户人分硕士学位论文也研究了压力对膜通量的影呼]:透膜压力在约40~200KPa的范围内,膜通量随着压力的增大而呈线性增加的趋势。RMBR新工艺可以在正压下,处于较低的污水膜面流速下稳定运行,降低了能耗,有利于RMBR在大规模污水处理上的应用。……   
[关键词]:外置式膜-生物反应器;污水处理;膜污染;临界膜通量
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2003年