膜法水处理系统模拟及膜污染预测研究
发布时间：2022-01-12 02:20
水资源的日益短缺成为我国乃至世界经济发展的最大障碍,解决水资源问题迫在眉睫。污水处理及海水淡化等再生水、淡化水技术的发展正在逐渐成为解决水资源问题的重要手段。膜生物反应器（membrane bioreactor,MBR）结合了膜分离技术与生物反应器技术,在污水处理、海水淡化方面具有很大的优势和巨大的发展空间。在膜生物反应器不断发展的同时,膜污染成为了严重阻碍MBR发展的最主要因素,膜污染导致的直接现象是膜通量的减小,从而使得进料压力增大、生产率降低、系统停机时间增长、运行成本增大。因此研究膜污染的机理和预测控制方法,保证膜生物反应器能够在稳定的低耗能条件下获得较大膜通量是促进MBR推广应用的关键。文章针对上述问题进行了膜污染预测研究,以及为克服海水反渗透（seawater reverse osmosis,SWRO）脱盐技术存在的预处理污泥体积增大和总体水回收率低两大主要问题,提出了一种新型的混合反渗透-正渗透（reverse osmosis/forward osmosis,RO/FO）系统,并在MATLAB中开发了RO/FO混合系统的软件。（1）研究了MBR系统中的膜污染分类、机理、影...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二级处理废水中不同有机物的分子量分布
硕士学位论文11（b）2号膜（c）3号膜图2.2不同孔径膜通量和跨膜压（TMP）变化图由图2.2可以看出，系统运行时间越长，膜污染越严重，导致跨膜压差的增加和通量的减少。但是，由于膜表面的孔隙率较高以及膜材料纤维交织的特殊结构，从而(i)可以有效清洁膜，(ii)反复清洁后可以很好地恢复膜的性能，并且(iii)膜的最小通量变化很校(5)膜组件结构对膜污染的影响在膜法水处理工艺中,不仅要使膜组件有良好的分离性能，而且要有结构紧凑、性能稳定的膜组件和装置应用于大规模的工业过程。在研究PVC膜材料的过程中发现，在相同的操作条件下，垂直膜组件的膜生物反应器具有较好的流动状态，曝气和冲刷产生的气液两相流的剪切效果比水平装置强得多。另外，水平装置底部打孔曝气，PVC膜较厚，曝气孔侧污泥沉积也较严重，膜污染速度较快，相应运行周期较短[32]。在相同的操作条件下，不同的放置方式对膜污染的影响如图2.3所示。
膜法水处理系统模拟及膜污染预测研究12（a）膜组件水平放置（b）膜组件垂直放置图2.3膜放置方式对膜污染的影响由图2.3可以观察得到，操作条件相同时，垂直放置的膜组件会使MBR有更好的流动性能，曝气产生的剪切效应比水平膜组件更好。由于FMX在最具挑战性的条件下仍能保持较高的通量和回收率，因此已被用于制造过程中的污水处理，分离和脱水以及各个行业的回收应用。比较使用FMX转盘、中空纤维、管状和滤杯膜组件的膜过滤过程发现，当运行模式为静态死端过滤时，FMX膜组件有更高的膜通量，膜的结垢程度更低，其次是中空纤维膜，管状和滤杯膜组件。结果如图2.4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国水资源空间不均匀性定量评价[J]. 齐泓玮,尚松浩,李江. 水力发电学报. 2020(06)
[2]膜生物反应器中厌氧氨氧化的启动研究[J]. 董堃,苑宇杭,陈宇超,张艺鸣,王敦球,李海翔. 水处理技术. 2020(05)
[3]厌氧膜生物反应器（AnMBR）膜污染过程及控制方法研究进展[J]. 牛承鑫,潘阳,陆雪琴,甄广印,张衷译,宋玉,赵由才. 环境化学. 2019(12)
[4]反渗透海水淡化水的电导率、氯化物及硼指标分析[J]. 王晓楠,刘小骐,刘昱,马明远. 中国给水排水. 2019(22)
[5]遗传神经网络与遗传算法优选黄芪皂苷微波提取工艺条件[J]. 黄鹏程,金伟锋,万海同,李畅,陈建真,楼小红,何昱. 中草药. 2019(16)
[6]正渗透膜对印染废水中铬的处理特性[J]. 吴敏杰,黄满红,陈刚,蔡腾,宋佳玲. 膜科学与技术. 2019(04)
[7]正渗透技术浓缩氯碱阳极淡盐水[J]. 刘燕,张铭元,王军,李洪,邓会宁. 膜科学与技术. 2019(04)
[8]正渗透膜对再生水中不同抗生素的截留特性研究[J]. 丁嘉奇,蔡腾,黄满红. 膜科学与技术. 2018(06)
[9]基于Zeta电位法研究超滤膜污染和清洗过程[J]. 王旭亮,李宗雨,赵静红,潘献辉,郝军. 应用化工. 2018(11)
[10]反渗透在海水淡化中的发展形势与应用研究[J]. 孙洋. 盐科学与化工. 2018(09)
硕士论文
[1]基于Hadoop的MBR膜污染数据的分析与仿真预测研究[D]. 李威威.天津工业大学 2016
本文编号：3583912
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二级处理废水中不同有机物的分子量分布
硕士学位论文11（b）2号膜（c）3号膜图2.2不同孔径膜通量和跨膜压（TMP）变化图由图2.2可以看出，系统运行时间越长，膜污染越严重，导致跨膜压差的增加和通量的减少。但是，由于膜表面的孔隙率较高以及膜材料纤维交织的特殊结构，从而(i)可以有效清洁膜，(ii)反复清洁后可以很好地恢复膜的性能，并且(iii)膜的最小通量变化很校(5)膜组件结构对膜污染的影响在膜法水处理工艺中,不仅要使膜组件有良好的分离性能，而且要有结构紧凑、性能稳定的膜组件和装置应用于大规模的工业过程。在研究PVC膜材料的过程中发现，在相同的操作条件下，垂直膜组件的膜生物反应器具有较好的流动状态，曝气和冲刷产生的气液两相流的剪切效果比水平装置强得多。另外，水平装置底部打孔曝气，PVC膜较厚，曝气孔侧污泥沉积也较严重，膜污染速度较快，相应运行周期较短[32]。在相同的操作条件下，不同的放置方式对膜污染的影响如图2.3所示。
膜法水处理系统模拟及膜污染预测研究12（a）膜组件水平放置（b）膜组件垂直放置图2.3膜放置方式对膜污染的影响由图2.3可以观察得到，操作条件相同时，垂直放置的膜组件会使MBR有更好的流动性能，曝气产生的剪切效应比水平膜组件更好。由于FMX在最具挑战性的条件下仍能保持较高的通量和回收率，因此已被用于制造过程中的污水处理，分离和脱水以及各个行业的回收应用。比较使用FMX转盘、中空纤维、管状和滤杯膜组件的膜过滤过程发现，当运行模式为静态死端过滤时，FMX膜组件有更高的膜通量，膜的结垢程度更低，其次是中空纤维膜，管状和滤杯膜组件。结果如图2.4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国水资源空间不均匀性定量评价[J]. 齐泓玮,尚松浩,李江. 水力发电学报. 2020(06)
[2]膜生物反应器中厌氧氨氧化的启动研究[J]. 董堃,苑宇杭,陈宇超,张艺鸣,王敦球,李海翔. 水处理技术. 2020(05)
[3]厌氧膜生物反应器（AnMBR）膜污染过程及控制方法研究进展[J]. 牛承鑫,潘阳,陆雪琴,甄广印,张衷译,宋玉,赵由才. 环境化学. 2019(12)
[4]反渗透海水淡化水的电导率、氯化物及硼指标分析[J]. 王晓楠,刘小骐,刘昱,马明远. 中国给水排水. 2019(22)
[5]遗传神经网络与遗传算法优选黄芪皂苷微波提取工艺条件[J]. 黄鹏程,金伟锋,万海同,李畅,陈建真,楼小红,何昱. 中草药. 2019(16)
[6]正渗透膜对印染废水中铬的处理特性[J]. 吴敏杰,黄满红,陈刚,蔡腾,宋佳玲. 膜科学与技术. 2019(04)
[7]正渗透技术浓缩氯碱阳极淡盐水[J]. 刘燕,张铭元,王军,李洪,邓会宁. 膜科学与技术. 2019(04)
[8]正渗透膜对再生水中不同抗生素的截留特性研究[J]. 丁嘉奇,蔡腾,黄满红. 膜科学与技术. 2018(06)
[9]基于Zeta电位法研究超滤膜污染和清洗过程[J]. 王旭亮,李宗雨,赵静红,潘献辉,郝军. 应用化工. 2018(11)
[10]反渗透在海水淡化中的发展形势与应用研究[J]. 孙洋. 盐科学与化工. 2018(09)
硕士论文
[1]基于Hadoop的MBR膜污染数据的分析与仿真预测研究[D]. 李威威.天津工业大学 2016
本文编号：3583912
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