无纺布改性及其在膜生物反应器中的应用

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1、中阁分炎号：X703学校代码：10856学号：M040112108硕士学位论文Master’sThesis无纺布改性及其在论文题目膜生物反应器中的应用材料物理与化学专业何月玲作者姓名张文启指导教师完成日期2〇14年12月上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：A日期：％&年月丨0日上海工程技术大学

2、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密t/。(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：指导教师签名：I曰期：別/$年3>月/〇曰曰期年易月丨0曰中图分类号：X703学校代码：10856学号：M040112108上海工程技术大学硕士学位论文无纺布改性及其在膜生物反应器中的应

3、用作者姓名：何月玲指导教师：张文启专业：材料物理与化学学院：化学化工学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：薛罡饶品华答辩委员会主席：薛罡成员：李银生丁德润饶品华孙彦刚UniversityCode：10856StudentID:M040112108NONWOVENMODIFICATIONANDITSAPPLICATIONINMEMBRANEBIOREACTORPROCESSCandidate:HeYuelingSupervisor:ZhangWenqiMajor:MaterialsphysicsandchemistrySchoolofChemistryandChe

4、micalEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014无纺布改性及其在膜生物反应器中的应用摘要中水回用是节水环保的有效途径。膜生物反应器(MBR)是极具发展潜力的中水回用技术，但膜材料价格、膜污染及运行费用等问题限制了该工艺的发展，因此本研究拟采用廉价无纺布膜来代替传统膜应用于MBR污水处理中。然而，无纺布在应用过程中也会发生膜污染，并且出水浊度较高，需要对其进行改性。本研究拟通过动态膜生长和亲水改性来提高无纺布的抗污染性能和出水水质。分别采用硅藻土-聚乙烯醇（PV

5、A）、硅藻土-铁氧化物和三氯化铁来改性无纺布。对改性前后的样品进行亲水角测定、红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜(SEM)和拉伸强度等表征；再分别将改性与未改性无纺布应用于MBR中，考查膜污染状况及污水处理功效。研究内容主要包括以下四个方面：（1）以未改性无纺布为膜材料，构建MBR污水处理系统，分别采用内压式、外压式及厌氧/好氧(A/O)三种运行方式进行中水回用实验。结果表明“外压式”硅藻土-无纺布MBR系统容易发生膜污染；而“内压式”操作系统在较低通量条件下稳定运行，基本没有出现水头损失；A/O-无纺布MBR系统中A单元容易产生膜污染，难以应用。°°（2）采用硅藻土-PVA改

6、性无纺布,其亲水角从112.71降低到53.83。MBR中水2回用对比实验表明，在通量为6.2-16.5L/mh条件下，改性无纺布MBR系统运行稳定，抗污染能力强；污染物去除效果较好，平均出水COD和氨氮浓度分别在45mg/L和2.5mg/L以下。但此改性方法操作复杂，亲水试剂的价格相对较高，难以大规模生产。ºº（3）采用硅藻土-铁氧化物改性无纺布，其亲水角由122.66降低到39.33。在2通量为16.5L/mh的条件下，改性无纺布MBR系统运行稳定，而未改性系统出现了膜污染。两套MBR系统对COD、氨氮、色度和浊度等都有较好的去除作用，完全满足污水回用的要求。但此改性方法基本

7、不改变无纺布纤维本身，硅藻土和铁氧化物在无纺布表面附着不牢固。（4）采用三氯化铁改性无纺布，其纤维表面特征发生变化，亲水角也有所降低。I2改性无纺布MBR系统在流量为14.5-41L/mh的条件下稳定运行，没有出现水头损失。污水处理效果好，平均出水COD、氨氮、硝酸盐氮和的亚硝酸盐的浓度分别在27.38mg/L、1.02mg/L、10.19mg/L和0.015mg/L以下。系统出水铁、锰的离子浓度也较低（0.04mg/L和0.02mg/L），完全满足污水回用要求。关键词：无纺布，