超滤处理baf工艺出水过程中膜污染特性及控制研究

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1、超滤处理BAF工艺出水过程中膜污染特性及控制研究(申请清华大学工程硕士专业学位论文)培养单位：环境学院工程领域：环境工程申请人：赵林指导教师：刘文君教授联合指导教师：戴日成高级工程师二○一五年六月ResearchonMembraneFoulingandFoulingControlDuringUltrafiltrationofBAFProcessEffluentThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthep

2、rofessionaldegreeofMasterofEngineeringbyZhaoLin(EnvironmentalEngineering)ThesisSupervisor:ProfessorLiuWenjunAssociateSupervisor:ProfessorDaiRichengJune,2015摘要摘要膜技术在城市给水和污水处理领域有着很多优点，研究膜处理过程中膜污染形成的原因以及膜污染控制方法，对延缓膜使用寿命，降低运行成本有着重要意义。本论文以北京市碧水源科技有限公司平谷区再生水厂及再生水利用

3、工程为依托，研究超滤处理曝气生物滤池工艺出水过程中膜污染的机理及其膜污染控制。主要结论如下。超滤膜对BAF工艺出水中DOC、UV254和CODCr浓度的去除率不高，仅仅在5%左右；对浊度的去除效果非常良好，出水浊度均维持在0.2NTU以下；对颗粒物的去除效果非常良好，去除率高达95%以上。在恒压过滤和恒通量过滤两种模式下，均发现了膜污染现象。通过SEM扫描电镜观察发现，随着过滤的进行，BAF工艺出水中的污染物沉积在超滤膜表面，形成了厚实的滤饼层。BAF工艺出水中不同亲疏水性组分对于超滤膜造成的污染程度各不相同，四

4、种组分对超滤膜污染的贡献大小依次为亲水性有机物>疏水碱性有机物>疏水酸性有机物>弱疏水性有机物，其中亲水性有机物和疏水碱性有机物引起不可逆污染的比例较高。当跨膜压差超过70kPa时，超滤膜的比通量随着跨膜压差的升高变得更加严重。与中性条件相比，水溶液pH值在酸性条件下会加重超滤膜污染，并且造成的不可逆污染比例最高；而当pH值升高到10.5时，水中产生了碳酸钙沉淀，2+但造成的膜污染是最轻的，表明无机颗粒物对超滤膜的污染影响不大。投加Ca会对超滤膜比通量产生一定有利影响，并且降低不可逆污染的比例。超滤膜的截留分子量

5、在10kDa-100kDa范围内时，不可逆污染的比例随膜孔径的变大而升高。投加KMnO4对BAF工艺出水进行氧化预处理，对改善超滤膜比通量的下降和减少不可逆污染比例效果不明显。投加PAC进行吸附预处理，对改善超滤膜比通量的下降效果明显，且超滤膜不可逆污染比例较投加KMnO4药剂时低。PAC对BAF工艺出水中的DOC和UV254去除效果非常明显，对水中的富里酸类物质、腐殖酸类物质和微生物代谢产物去除率达到40%-60%。投加PACl进行混凝预处理，对改善超滤膜比通量的下降效果非常明显，不可逆污染比例下降也较为明显。

6、三种预处理效果为PACl混凝预处理>PAC吸附预处理>高锰酸钾氧化预处理。关键词：超滤；BAF工艺；膜污染；膜前预处理IAbstractAbstractMembranetechnologyhasmanyadvantagesinthefieldsofurbanwatersupplyandsewagetreatment,inordertoincreaseservicelifeofmembranemoduleandlowerthecost,researchingontheprocessofmembranefouling

7、andcontrolmethodsisofgreatsignificance.BasedontheprojectofPinggureclaimedwastewatertreatmentplant(BeijingOriginWaterTechnologyCo.,Ltd.),thisthesisinvestigatedthemembranefoulingmechanismandmembranefoulingcontrolduringultrafiltrationofBAFprocesseffluent.Thereje

8、ctionsofDOC,UV254andCODCrinBAFprocesseffluentafterultrafiltrationwerenegligible,onlyabout5%.Howerver,theremovaleffectsonturbidityandparticulatematterswereremarkable.Theturbidityvalueoftre