城市污水正渗透深度处理技术研究

发布时间：2018-02-11 12:31

本文关键词： 正渗透二级出水曝气膜通量膜污染　出处：《青岛理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：膜分离技术的飞速发展使其在污水处理、微咸水或海水淡化和发电方面引起越来越多的关注。正向渗透作为一种以渗透压差作为驱动力、低耗能、低污染的膜处理技术,可望应用于污水处理厂二级出水的深度处理过程,具有广阔的发展前景。本课题以某城市污水处理厂二级出水为研究对象,分析了汲取液浓度、汲取液流速、二级出水温度、曝气量、曝气方式等因素对膜分离性能、膜污染的影响;考察了采用正渗透技术对污水进行深度处理过程中污水中污染物质的去除效率;在此基础上,针对二级出水可能对膜产生污染的问题,研究了采用在膜单元两侧活性层进行曝气以及适当控制二级出水温度等方式来降低膜污染的可行性。主要的研究结果如下:(一)正渗透分离过程关键影响因素研究:影响膜通量大小的因素主次顺序为汲取液浓度、汲取液流速、二级出水温度、曝气量;最佳的水平条件为:汲取液浓度4%、原料液温度28°C、汲取液流速4L/min、曝气量4L/min。在最佳因素水平下,正渗透膜分离过程对TDS、PO43--P、TP、NO3--N、TN的截留率分别为98.37%、96.03%、95.85%、85.17%、84.97%。当污水TOC和氨氮的浓度为44.25mg/L、17.06mg/L时,在最佳因素水平条件下,正渗透分离过程对TOC和氨氮的截留率为93.87%和63.12%。(二)正渗透分离过程中膜污染问题研究:基于污染物质量分布特征分析膜污染问题,验证了膜污染的存在;从膜通量变化方面分析膜污染问题,在基线测定周期内,起始膜通量为10.53L/m2·h。第一个污染周期时间内起始膜通量为10.39L/m2·h,下降了1.35%,说明在试验开始时膜污染尚未开始或膜污染程度较小。第二个污染周期起始膜通量为9.27L/m2·h,相对前一个周期下降12.08%,且下降幅度大于第一个污染周期起始膜通量的下降幅度,说明膜污染已发生且污染程度较大。随着试验的运行,膜污染仍在继续,但膜污染过程较为缓慢。经过五个污染周期后,起始通量下降到8.89L/m2·h,与基线相比起始膜通量共下降了18.44%。(三)汲取液浓度、汲取液流速对膜分离性能的影响:随着汲取液浓度的增加,膜通量增加,TN、NO3--N、TDS截留率呈下降的趋势,TP、PO43--P的截留率基本不变。汲取液流速增加,膜通量随之增加。正向渗透膜对TDS、TN、NO3--N的截留率下降,对TP、PO43--P的截留率基本不变,对TDS的截留效果最好,可达98%左右。(四)二级出水温度、曝气对膜分离性能、膜污染的影响:随着二级出水温度的增加,膜通量增加,而膜对TDS、TN、NO3--N、TP、PO43--P的截留率则呈下降的趋势,膜污染问题更加严重;任一二级出水温度下,膜对不同污染物的截留情况为:TDSTP≈PO43--PTNNO3--N。对膜进行连续曝气的条件下,随着曝气量的增加,膜通量先升高后降低;曝气量为4L/min时,膜通量最高。控制曝气量大小为4L/min,连续和间隔曝气可较无曝气条件下膜通量分别提高5.5%、2.4%。在无曝气条件下,膜污染的现象十分明显,而在连续曝气条件下虽然也存在膜污染的现象,但膜的污染较轻,膜通量下降不明显。曝气冲刷在一定程度上可以减小膜污染,延缓膜通量下降的速度,但不能完全杜绝膜污染现象的发生,且曝气量过大不利于膜分离过程的进行。
[Abstract]:In this paper , the effect of membrane separation technology on membrane separation performance and membrane fouling is studied by using reverse osmosis technology as the driving force , low energy consumption and low pollution . The main research results are as follows : ( 1 ) The factors influencing membrane flux are : the concentration of dip , the flow rate of the liquid , the temperature of secondary effluent , the aeration quantity , aeration rate of 4L / min . The optimum conditions are as follows : the concentration of the liquid is 4 % , the temperature of the liquid is 28 掳 C , the flow rate of the liquid is 4 L / min , the aeration quantity is 4 L / min . Under the optimum factor level , the retention rate of TOC and ammonia nitrogen is 93.87 % and 63.12 % under the optimum condition . ( 2 ) The membrane fouling problem was studied in the process of forward osmosis separation : the membrane fouling was analyzed based on the characteristic of pollutant mass distribution . The membrane fouling was decreased by 10.53 L / m ~ 2 路 h . The initial membrane flux decreased by 12.08 % in the first pollution cycle . The membrane flux increased with the increase of the membrane flux . The retention rate of TP and PO43 - P was unchanged . The retention rate of the positive permeable membrane was about 98 % . ( 4 ) The influence of secondary effluent temperature and aeration on membrane separation performance and membrane pollution : With the increase of secondary effluent temperature , the membrane flux increased , and membrane flux was higher than that under the condition of continuous aeration .

【学位授予单位】：青岛理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703.1;TQ028.8

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