本文關(guān)鍵詞：表面性質(zhì)對(duì)膜生物反應(yīng)器中膜污染影響及膜污染控制研究

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【摘要】：膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor, MBR)是一種將膜分離技術(shù)和活性污泥處理污水技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型污水處理技術(shù)。作為一種新型的污水處理工藝,MBR具有出水水質(zhì)好、占地面積小、剩余污泥產(chǎn)率低等優(yōu)點(diǎn)。目前,MBR工藝已在國(guó)內(nèi)外污水處理領(lǐng)域得到了普遍的研究和應(yīng)用。然而,在膜生物反應(yīng)器連續(xù)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中,膜不可避免的會(huì)產(chǎn)生污染。MBR運(yùn)行過(guò)程中膜污染嚴(yán)重影響了出水量和出水水質(zhì)等,同時(shí)增加了運(yùn)行過(guò)程中的能耗,降低了該項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性,從而嚴(yán)重阻礙了MBR的大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此,探究MBR運(yùn)行過(guò)程中的膜污染形成機(jī)制,并且根據(jù)此提出合適的膜污染控制策略顯得極為重要。本課題主要以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的MBR為研究對(duì)象,以XDLVO (Extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)為理論基礎(chǔ),對(duì)MBR中影響膜污染的關(guān)鍵因子進(jìn)行了深入探究。主要從熱力學(xué)角度考察了膜zeta電位、污泥顆粒zeta電位、膜表面共軛酸堿對(duì)表面張力(γAB)參數(shù)等對(duì)污染物在膜面粘附過(guò)程的影響。探究了粉末活性炭(PAC)和改性磁粉對(duì)膜過(guò)濾性能及有機(jī)物污染物去除效率的影響等。主要研究結(jié)果如下：(1)在一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的MBR中測(cè)定其膜與污泥液的zeta電位。以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的膜和污泥顆粒的表面zeta電位為基準(zhǔn),通過(guò)改變膜和污泥的表面zeta電位來(lái)分析膜與污泥顆粒之間的熱力學(xué)作用能。研究結(jié)果表明：zeta電位對(duì)微生物代謝產(chǎn)物(SMP)在膜面的粘附過(guò)程(兩平面接觸粘附)的影響不大,但zeta電位對(duì)污泥顆粒在膜面的接觸粘附過(guò)程(球體與平面接觸粘附)的影響比較明顯。在實(shí)驗(yàn)條件下,污染物顆粒粘附到膜表面過(guò)程中必須克服一個(gè)能量壁壘。對(duì)于給定的MBR條件,存在一個(gè)臨界zeta電位值,當(dāng)污泥顆�；蚰け淼膠eta電位值低于該值以下時(shí),污泥顆粒與膜表之間相互作用的能壘消失。(2)根據(jù)XDLVO理論,膜面γAB參數(shù)主要通過(guò)影響AB作用能,從而對(duì)污染物與膜的相互作用能產(chǎn)生影響。γAB由電子受體張力(γ+)和電子供體張力(γ-)決定。研究結(jié)果表明,對(duì)于光滑膜表面,人為增大膜表面γ+和γ-的參數(shù)值,可以有效提高膜與污泥顆粒作用時(shí)的能壘；對(duì)于粗糙膜表,人為增大膜表面γ+和丫參數(shù)值,可以明顯降低污染物與膜的相互作用強(qiáng)度。其中膜表面γ-值對(duì)污泥顆粒與膜相互作用的影響更為明顯。(3)在膜生物反應(yīng)器中投加活性炭和改性磁粉能夠明顯降低膜的過(guò)濾阻力,掃描電鏡下觀察過(guò)濾的污泥層表面形態(tài),可以明顯地看到添加活性炭和改性磁粉的污泥層呈現(xiàn)疏松多孔的結(jié)構(gòu),其中以添加磁粉的濾餅層結(jié)構(gòu)更為疏松。同時(shí),投加活性炭和改性磁粉的污泥液與原污泥液相比,DOC的去除率明顯提高,而添加改性磁粉的污泥液DOC的去除效率更為明顯。通過(guò)熱力學(xué)分析,添加活性炭和改性磁粉的污泥與膜相互作用的排斥能壘降低,這將有利于污泥顆粒吸附到膜的表面,同時(shí)對(duì)于已經(jīng)粘附到膜表面的污泥顆粒來(lái)講,在水力沖刷下也更容易從膜的表面脫落下來(lái)。
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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2 李洋洋;趙玉華;楊健;王成雨;邢雷;董瑞蛟;;沸石對(duì)MBR膜過(guò)濾阻力的影響及其脫色效果研究[J];中國(guó)給水排水;2008年07期

3 林紅軍;陸曉峰;段偉;沈飛;;膜生物反應(yīng)器中膜過(guò)濾特征及膜污染機(jī)理的研究[J];環(huán)境科學(xué);2006年12期

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本文編號(hào)：1258390