發(fā)布時間：2017-12-06 11:14

  本文關鍵詞：表面性質對膜生物反應器中膜污染影響及膜污染控制研究

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【摘要】：膜生物反應器(Membrane Bioreactor, MBR)是一種將膜分離技術和活性污泥處理污水技術有機結合的新型污水處理技術。作為一種新型的污水處理工藝,MBR具有出水水質好、占地面積小、剩余污泥產率低等優(yōu)點。目前,MBR工藝已在國內外污水處理領域得到了普遍的研究和應用。然而,在膜生物反應器連續(xù)運行過程當中,膜不可避免的會產生污染。MBR運行過程中膜污染嚴重影響了出水量和出水水質等,同時增加了運行過程中的能耗,降低了該項技術的經濟性和實用性,從而嚴重阻礙了MBR的大規(guī)模推廣應用。因此,探究MBR運行過程中的膜污染形成機制,并且根據(jù)此提出合適的膜污染控制策略顯得極為重要。本課題主要以長期穩(wěn)定運行的MBR為研究對象,以XDLVO (Extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)為理論基礎,對MBR中影響膜污染的關鍵因子進行了深入探究。主要從熱力學角度考察了膜zeta電位、污泥顆粒zeta電位、膜表面共軛酸堿對表面張力(γAB)參數(shù)等對污染物在膜面粘附過程的影響。探究了粉末活性炭(PAC)和改性磁粉對膜過濾性能及有機物污染物去除效率的影響等。主要研究結果如下：(1)在一個連續(xù)運行的實驗室規(guī)模的MBR中測定其膜與污泥液的zeta電位。以實驗測得的膜和污泥顆粒的表面zeta電位為基準,通過改變膜和污泥的表面zeta電位來分析膜與污泥顆粒之間的熱力學作用能。研究結果表明：zeta電位對微生物代謝產物(SMP)在膜面的粘附過程(兩平面接觸粘附)的影響不大,但zeta電位對污泥顆粒在膜面的接觸粘附過程(球體與平面接觸粘附)的影響比較明顯。在實驗條件下,污染物顆粒粘附到膜表面過程中必須克服一個能量壁壘。對于給定的MBR條件,存在一個臨界zeta電位值,當污泥顆粒或膜表的zeta電位值低于該值以下時,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)主要通過影響AB作用能,從而對污染物與膜的相互作用能產生影響。γAB由電子受體張力(γ+)和電子供體張力(γ-)決定。研究結果表明,對于光滑膜表面,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的能壘；對于粗糙膜表,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度。其中膜表面γ-值對污泥顆粒與膜相互作用的影響更為明顯。(3)在膜生物反應器中投加活性炭和改性磁粉能夠明顯降低膜的過濾阻力,掃描電鏡下觀察過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)疏松多孔的結構,其中以添加磁粉的濾餅層結構更為疏松。同時,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。通過熱力學分析,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,同時對于已經粘附到膜表面的污泥顆粒來講,在水力沖刷下也更容易從膜的表面脫落下來。
【學位授予單位】：浙江師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 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MBR膜過濾阻力的影響及其脫色效果研究[J];中國給水排水;2008年07期

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本文編號：1258390