城市污水二级生化出水有机物膜分离过程与膜污染行为

发布时间：2018-01-29 13:27

本文关键词： 二级生化出水有机物膜通量衰减超滤/纳滤有机物荧光特性膜污染　出处：《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：城市污水二级生化出水有机物(Effluent Organic Matters,EfOM)是污水深度处理与回用中需要去除的主要目标污染物,具有组分复杂、腐殖化程度差异性大等特征。近年来,膜分离技术由于具有较传统深度工艺处理效能稳定、占地较小且易操作管理等优点,得到了较多关注,特别是压力驱动的超滤(UF)与纳滤(NF)。然而,膜分离过程中的膜通量衰减是影响膜法污水深度处理与回用的主要技术瓶颈之一。本文通过系统解析不同二级生化工艺下EfOM的共性特征及其导致的UF与NF的膜通量变化,识别控制膜通量衰减的关键因子,结合EfOM的荧光特性差异,确定导致膜通量衰减的EfOM组分与特征参数指示性指标,为膜法污水深度处理过程中的膜污染控制与预处理方法提供理论基础与技术支持。系统比较了不同二级生化工艺下EfOM的组分与特征差异,并研究与其造成的膜通量衰减速率之间的相关性。结果表明,不同的二级生化工艺产生的二级出水EfOM组分差异性不显著。城市污水EfOM中含量较多组分为腐殖酸类物质,其次为可溶性生物代谢物类和富里酸类物质;EfOM分子量分布呈典型双峰形态分布,主要集中在大于100 k Da和小于5 k Da的范围内,且以腐殖化程度较高的小分子有机物(1 k Da)为主(约56.3%)。同时,EfOM中疏水性组分(主要成分为腐殖酸类、富里酸类)含量大于亲水性组分(主要成分为可溶性生物代谢物类、芳香烃蛋白质类)。然而,生化过程中的污泥龄(SRT)显著影响EfOM组分及其特征,即较高的SRT会显著增加可溶性生物代谢物的含量。在恒压过滤条件下研究比较了EfOM及其组分对NF和UF膜通量衰减的影响行为。结果表明,在NF分离EfOM过程中结合FSI因子分析可知,进水中以可溶性生物代谢物类和腐殖酸类物质为代表的特征污染物与NF膜通量衰减关系密切。在NF初期衰减阶段,大分子亲水性有机物使膜通量衰减下降明显,原因为以可溶性生物代谢物类为主的亲水性组分易在NF膜面沉积,降低了有效膜过滤面积;而对于整个通量衰减过程来说,小分子疏水性的腐殖酸类物质则贯穿影响整个膜过滤过程。UF分离EfOM过程中,大分子有机物是造成膜通量衰减的首要原因,并且疏水性组分会使UF膜通量快速下降,主要由于UF表面会显著沉积大分子疏水性物质,造成膜孔堵塞。通过微生物平板计数和PCR-DGGE的分析手段,对EfOM引发的生物型污染进行研究。结果表明,在相同的产水量条件下,UF膜比NF膜更易发生生物型污染,且过水量的增加会持续提高在膜表面及孔径内的有机物截留量,显著增加UF膜表面生物量和种群多样性。在EfOM组分及其荧光特性与膜通量衰减的相关性分析基础上,结合二级出水EfOM中主要膜污染组分的识别分析,确定控制NF过程中的膜污染指示性参数,即荧光-粒度因子(FSI)。结果表明,根据不同进水污染物组分和小分子量建立的FSI可以有效评价EfOM的膜污染趋势,并可有效指导预处理方法的选择。
[Abstract]:In recent years , membrane flux attenuation in the process of membrane separation is one of the main technical bottlenecks in the deep treatment and reuse of wastewater . The results show that the membrane flux attenuation in the process of membrane separation is not significant . In the process of NF separation , it was found that the membrane flux decreased significantly . The results showed that the membrane flux decreased significantly in the process of NF separation . The results showed that the membrane flux decreased significantly in the process of NF separation .

【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

【参考文献】