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膜分离技术应用于给水处理中的膜污染研究
更新时间:2016-08-01 来源:《环境工程学报》 作者:王海芳,晋日亚

摘要:针对膜分离技术应用于给水处理系统中的膜污染问题进行了研究。结果表明,采用亲水性的膜进行给水处理,膜污染可以分为浓差极化污染、可清除污染和不可清除污染三大部分,根据达西方程计算膜分离过程中的阻力,其中膜本身阻力占总阻力的51.2%,浓差极化阻力占21.9%,而可清除污染阻力和不可清除阻力相对较小。因此,在给水膜分离系统中若通过优化操作条件减小浓差极化污染,就可达到改善膜污染的目的。

 膜分离技术的应用使水处理效率得到极大的提高, 并改善了出水水质, 但同时也带来了新的问题,其中膜污染就是一个突出的问题, 它将影响膜的稳定运行, 并加速膜的更换频率, 因此膜污染不仅是影响膜分离工艺经济性的重要原因[ 1] , 同时也是影响膜分离技术实际应用的关键[ 2 ~ 4] 。膜分离过程是一个压力驱动过程, 随着运行时间的延长, 膜污染加剧, 膜的性能发生变化, 最终导致膜通量下降。对微滤和超滤而言, 膜通量下降迅速, 而且很大, 常常远远低于纯水通量, 严重影响了过滤过程的进行[ 5] 。

膜污染问题已经成为膜分离技术领域的研究热点。近年来, 已有大量关于膜污染的研究成果, 人们通常通过采用料液的预处理、膜的表面改性[ 6 ~ 8] 的方法,以及优化操作工况等措施来改善膜污染。但无论如何, 膜污染迟早都会出现, 因此, 采用针对性的膜清洗方法是实际膜过滤过程中最为有效的一种措施。

例如EdwinZondervan等[ 9] 进行了膜清洗的研究, 采用膜表面在线清洗的方法, 膜通量可基本得到恢复。但是不管采用什么方法减轻膜污染, 其前提都需要了解膜污染情况, 掌握膜污染规律, 才能选择有效的措施。因此, 本研究目标是在前人研究的基础上, 选择亲水性膜, 通过实验来研究给水膜分离过程中的膜污染情况和膜阻力分布, 力图通过操作条件的优化达到减轻膜污染, 避免膜通量下降的目的。

1 实验部分

1.1 实验材料

本研究中使用的膜组件为内压管式膜组件, 实验用水采用太原市汾河二库源水, 水质参数为:pH值为6.8, COD为89.69 mg/L, SS为37.41 mg/L, 浊度20。水质参数测定方法均采用GB3838-2002中的推荐方法。实验用药品有重铬酸钾、硫酸、硫酸银和硫酸亚铁铵等, 均为分析纯, 由化学试剂经销部门购得。

版权、出处:《环境工程学报》

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