学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

五孔支撑膜的特性研究及其在MBR中处理印染废水的应用

作　者: 吴瑶
导　师: 汪永辉；马春燕
学　校: 东华大学
专　业: 环境工程
关键词: 五孔膜 MBR 印染废水结构特性
分类号: X791
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 34次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本课题组自行研发的五孔膜由于膜中间的支撑结构而具备了高强度,耐冲击的特点,延长了膜的使用寿命,但其独特的五孔结构特性在印染废水处理中的效果尚不清楚。因此,本课题主要针对五孔膜的结构特性,展开五孔膜MBR深度处理印染废水的研究。试验分成膜丝的特性研究和膜组件的应用研究两个阶段。对比单孔膜分析了五孔膜的基本膜性能特征；运行中的跨膜压差(TMP)、比膜通量的衰减特征、膜阻力的构成及其变化特征；连续稳定运行的出水水质；分别测定了EDTA二钠法提取的胞外聚合物(EPS)的溶液中蛋白质和多糖的含量,并对EPS组分与膜污染关系进行了研究；通过扫描电镜(SEM)、光谱扫描等手段对污染物质进行了分析和测定。本文主要得到了以下结论：(1)测得五孔膜的平均膜通量、牛血清蛋白截留率、断裂拉伸强度、孔隙率分别为468L/(m2·h)、64.7%、8.97MPa和84.59%。五孔膜支撑层孔隙疏松、外表层致密的自支撑五孔结构,是膜既能有较大膜通量又能有较大截留率的关键所在。(2)测得制成组件后的五孔膜清水Js为9.83L/(m2.h.kPa)、自身膜阻力Rm为3.64×1011(m-1),膜自身阻力与膜通量成反比关系。采用通量阶梯递增法测得五孔膜的临界通量为21 L/(m2·h)。(3)通过对HRT、曝气量、MLSS等影响因素的调节,得出水解酸化-MBR最佳工艺参数：水解酸化池HRT为28h,MBR的HRT为20h、曝气量为0.2m3/h, MLSS为5000mg/L。其中五孔膜组件和单孔膜组件CODcr、浊度、UV254和色度的去除值分别为92.5%、0.36NTU、0.58和82.5%;89.8%、0.58NTU、0.70和81.7%。(4)在次临界通量下运行,膜污染可以分为两个阶段,五孔膜的第Ⅰ阶段持续时间比单孔膜要长,为46d,ΔP/Δt为0.016 kPa/h。膜阻分析得出五孔膜的Rg、Rm、Rp和Re比率分别为：2%、14%、33%和51%。膜的自身膜阻Rm在总膜阻中占10%以上,滤饼层阻力和浓差极化阻力占膜面阻力的70%以上,为主要膜阻力,且滤饼层阻力要大于浓差极化阻力,膜面阻力的构成比率基本与膜结构无关。(5)在MBR系统中,SMP和结合态的EPS的含量保持增长态势；在SMP和结合态EPS组分中,蛋白质的含量高于多糖。对比五孔膜和单孔膜可以发现,五孔膜的蛋白质和多糖的含量均始终小于单孔膜的含量。(6)通过对水解酸化-MBR进出水及各沿程的光谱扫描发现,水解酸化池能够对着色物质的去除具有很好的效果。通过膜表而及断面的SEM分析,发现在膜丝表面,有一层覆盖膜层,并观察到有颗粒污染物质附着在膜丝表面,在膜丝断面,看不到有任何的污染物质存在,这也说明了膜污染主要由膜表面的滤饼层贡献。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-13
第一章绪论  13-31
  1.1 水资源及印染废水行业现状  13
  1.2 膜、膜分类及中空纤维膜  13-18
    1.2.1 膜的分类  14
    1.2.2 中空纤维膜  14-15
    1.2.3 中空纤维膜的应用现状  15
    1.2.4 中空纤维膜的制备原理与方法  15-17
    1.2.5 国内外膜技术的市场现状与预测  17-18
  1.3 膜生物反应器  18-23
    1.3.1 膜生物反应器的基本原理  18
    1.3.2 膜生物反应器国内外发展现状  18-20
    1.3.3 MBR的分类  20-21
    1.3.4 膜生物反应器的优点  21-22
    1.3.5 膜生物反应器存在的问题  22-23
  1.4 中空纤维膜在MBR中的运行特性研究  23-26
    1.4.1 装填密度对MBR中空纤维膜运行的影响  23-24
    1.4.2 曝气量对MBR中空纤维膜运行的影响  24
    1.4.3 临界通量和跨膜压差(TMP)在MBR中对中空纤维膜运行的影响  24-25
    1.4.4 MLSS对MBR中空纤维膜运行的影响  25
    1.4.5 污泥停留时间和水力停留时间对MBR中空纤维膜运行的影响  25-26
    1.4.6 中空纤维膜结构与膜污染的关系  26
  1.5 课题研究的目的、意义及内容  26-29
    1.5.1 课题的提出  26-27
    1.5.2 课题研究的目的、意义  27
    1.5.3 课题研究的内容  27-28
    1.5.4 课题的创新性  28-29
  参考文献  29-31
第二章五孔膜的制备及特性研究  31-43
  2.1 引言  31
  2.2 实验药品及设备  31-32
    2.2.1 实验材料  31
    2.2.2 实验仪器  31-32
  2.3 中空纤维膜的制备  32-34
  2.4 膜性能测定方法  34-36
    2.4.1 水通量(Jw)的测定  34
    2.4.2 截留率(Re)的测定  34-35
    2.4.3 拉伸力学实验  35-36
    2.4.4 膜孔隙率(ε)的测定  36
    2.4.5 膜形态结构的观察  36
  2.5 膜性能评价和表征  36-40
    2.5.1 扫描电镜分析  36-37
    2.5.2 膜通量  37-38
    2.5.3 膜的截留率  38-39
    2.5.4 膜的孔隙率  39
    2.5.5 膜的断裂拉伸强度  39-40
  2.6 小结  40-42
  参考文献  42-43
第三章膜生物反应器的运行条件优化探索  43-73
  3.1 引言  43
  3.2 实验试剂及仪器  43-44
    3.2.1 主要实验试剂  43-44
    3.2.2 主要仪器  44
  3.3 实验装置及分析方法  44-49
    3.3.1 实验装置  44-46
    3.3.2 实验进水水质  46-47
    3.3.3 实验参数设定  47
    3.3.4 实验指标监测方法及分析项目  47-49
  3.4 水解酸化-膜生物反应器的启动  49-54
    3.4.1 填料挂膜阶段  49-50
    3.4.2 微生物驯化阶段  50-54
  3.5 膜通量的比较  54-58
    3.5.1 清水比通量的比较  54-56
    3.5.2 膜的临界通量的比较  56-58
  3.6 不同的HRT对运行效果的影响  58-62
    3.6.1 不同HRT对COD_(cr)的影响  58-60
    3.6.2 不同HRT对出水色度的影响  60-62
  3.7 不同曝气量对运行效果的影响  62-67
    3.7.1 不同曝气量对COD_(cr)的影响  62-64
    3.7.2 不同曝气量对出水色度的影响  64-65
    3.7.3 不同曝气量对五孔膜截留率影响  65-66
    3.7.4 不同曝气量对污泥粒径的影响  66-67
  3.8 不同污泥浓度对运行效果的影响  67-70
    3.8.1 MLSS浓度变化  68
    3.8.2 不同MLSS对MBR池出水CODcr的影响  68-70
  3.9 小结  70-72
  参考文献  72-73
第四章五孔膜膜污染分析  73-88
  4.1 前言  73-74
  4.2 比膜通量的衰减分析  74-75
  4.3 EPS对膜污染的影响  75-79
  4.4 膜组件的TMP分析  79-81
  4.5 膜阻力分析  81-83
  4.6 膜污染电镜分析  83-85
  4.7 小结  85-86
  参考文献  86-88
第五章五孔膜在MBR中的处理效果分析  88-99
  5.1 引言  88
  5.2 对CODCR的去除  88-90
    5.2.1 出水CODcr  88-89
    5.2.2 出水CODcr去除率  89-90
  5.3 浊度、SS的去除  90-91
  5.4 UV_(254)的去除  91-92
  5.5 色度的去除  92-93
  5.6 光谱扫描分析  93-96
  5.7 小结  96-98
  参考文献  98-99
第六章研究结论与建议  99-102
  6.1 全文结论  99-101
  6.2 建议  101-102
攻读硕士学位期间主要的学术成果  102-103
致谢  103

五孔支撑膜的特性研究及其在MBR中处理印染废水的应用

内容摘要

全文目录

相似论文