给水超滤膜使用性能影响因素分析及其改善措施研究

论文摘要

随着2006新饮用水标准的颁布,新建水厂和旧水厂改造采用超滤膜的热潮一浪高过一浪,这样对提高超滤膜使用性能的研究显得尤为重要。本论文依托人力资源与社会保障部留学生择优资助项目,在前人研究的基础上对课题展开研究,首先分析了超滤膜使用性能的影响因素,然后重点对超滤膜运行过程中的清洗以及膜组件构造进行优化试验研究,最后综合整理了目前关于提高超滤膜使用性能的研究成果。本论文的主要结论如下:①原液中的粒子与膜材料的相互作用是影响膜污染的最主要因素;温度、离子浓度和pH、水中悬浮物质、水中的有机物、高价阳离子、有机物的亲水性和疏水性等原水特性均会对超滤膜的使用性能构成影响;膜材料的亲水性和疏水性、表面性能不同,使得膜与原水中污染物的相互吸引方式不同,进而影响超滤膜使用性能;膜管表面流速的大小对有机污染物在膜表面的沉积和浓差极化的形成有直接作用,流速过小增加污染物的表面沉积和浓差极化。②超滤膜清洗采用间歇曝气+反洗结合的方式,间歇曝气强度1.5L/h,周期30min,历时1min;反洗采用先水洗2min再气水同时洗2min的运行方式;间隙采用添加5mg/l的NaClO的膜滤出水作为反洗原水进行反洗。通过对清洗方式的上述优化组合能够较为明显的提高超滤膜使用性能。③膜丝伸缩度（L/H）为1.07时间歇曝气与反洗的效果较其他L/H情况下的效果好;膜组件出水方式选用双端出水效果较单端出水方式效果好。④混凝、粉末活性炭、沸石等一些预处理工艺与超滤膜进行组合使用可以明显改善超滤膜使用性能,延长超滤膜使用寿命。⑤化学清洗需根据污染物、污染类型和程度以及膜本身的特性选择有效、低廉、无毒副作用的清洗液配方。清洗剂可以单独使用,但更多情况下是复合使用。本课题研究结果的应用能很好的控制膜孔密度降低和膜孔径的减小,对超滤膜的大规模推广应用具有积极作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 插图与附表清单
• 第一章 绪论
• 1.1 膜发展介绍
• 1.2 膜的主要分类及其在给水处理中的应用
• 1.3 超滤膜水处理技术简介
• 1.3.1 概述
• 1.3.2 应用范围
• 1.4 本课题的意义及主要内容
• 1.4.1 论文来源
• 1.4.2 论文意义
• 1.4.3 论文主要研究内容
• 第二章 超滤膜使用性能影响因素分析
• 2.1 超滤膜污染
• 2.1.1 污染机理
• 2.1.2 膜污染的数学模型
• 2.2 影响因素分析
• 2.2.1 原水对超滤膜使用性能的影响
• 2.2.2 膜材料性质
• 2.2.3 水力学影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 动态模拟试验设计
• 3.1 试验方案与试验用水
• 3.1.1 试验方案的确定
• 3.1.2 试验用水
• 3.2 试验用膜材料及膜组件
• 3.3 试验装置及流程
• 3.3.1 试验装置
• 3.3.2 试验流程
• 3.4 膜系统完整性检测与膜丝修补方法
• 3.4.1 膜完整性检测
• 3.4.2 膜丝修补
• 3.5 试验分析方法及测试仪器
• 3.6 试验数据处理方法
• 第四章 清洗方式对超滤膜使用性能影响的试验研究
• 4.1 气洗方式对超滤膜使用性能的影响
• 4.1.1 间歇曝气对超滤膜水处理过程的影响
• 4.1.2 最佳间歇曝气强度的确定
• 4.1.3 最佳气洗周期的确定
• 4.2 反洗方式对超滤膜运行性能的影响
• 4.2.1 最佳反冲洗方式的确定及参数优化
• 4.2.2 反冲洗原水的选择优化
• 4.3 本章小结
• 第五章 膜组件构造对超滤膜使用性能影响的试验研究
• 5.1 膜丝伸缩度对超滤膜水处理过程的影响
• 5.1.1 不同L/H 条件下气洗效果
• 5.1.2 不同L/H 条件下反洗效果
• 5.2 出水方式对超滤膜运行性能的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 改进措施研究
• 6.1 组合工艺
• 6.1.1 混凝-膜处理工艺
• 6.1.2 膜-粉末活性炭处理工艺
• 6.1.3 其他预处理工艺和超滤组合工艺
• 6.2 运行方式改善
• 6.2.1 物理清洗
• 6.2.2 化学清洗
• 6.2.3 膜组件构造
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的科研成果及发表的论著