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句容凈化槽污水處理一體化設(shè)備工程設(shè)計

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更新時間:2024-03-22 08:51:12瀏覽次數(shù):449次

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水處理量 3000m3/h
句容凈化槽污水處理一體化設(shè)備工程設(shè)計動態(tài)膜是含有顆粒物質(zhì)的溶液通過基膜時截留下來形成的膜,具有成本低、通量高、滲透性強、抗污性能好等優(yōu)點。1965年美國OakRidge國家原子能實驗室發(fā)現(xiàn)了ZrOCl2動態(tài)膜具有反滲透性能,開啟了動態(tài)膜技術(shù)的研究。

句容凈化槽污水處理一體化設(shè)備工程設(shè)計驗室發(fā)現(xiàn)了ZrOCl2動態(tài)膜具有反滲透性能,開啟了動態(tài)膜技術(shù)的研究。動態(tài)膜結(jié)構(gòu)上可分為兩部分:①分離層。分離層是依附在基膜上具有分離功能的濾餅層,常用分離層有Mg(OH)2、MnO2、TiO2、高嶺土、粉末活性炭等。②載體。載體是用來承載動態(tài)膜的多孔材料,常選擇陶瓷膜管、工業(yè)濾布、普通篩網(wǎng)等無機材料及聚烯烴類膜等高分子有機材料。因陶瓷膜具有耐高溫高壓腐蝕、強度大等優(yōu)點,陶瓷基動態(tài)膜研究獲得了廣泛關(guān)注。

  1、陶瓷基動態(tài)膜制備方法及研究進展

  近些年對陶瓷基動態(tài)膜的制備及研究也取得了較大進展,如在制備陶瓷基動態(tài)膜方面,潘艷秋等在管式陶瓷膜管預(yù)涂高嶺土,制備出油水分離性能良好的動態(tài)膜,與基膜直接用于油水分離相比,油水分離穩(wěn)定通量從300~1000L/(m2•h),該動態(tài)膜能減輕基膜污染,楊濤等以高嶺土和水合MnO2溶膠為涂膜材料,在陶瓷膜管外表面涂制雙層復(fù)合動態(tài)膜,制備的復(fù)合預(yù)涂動態(tài)膜內(nèi)層疏松,外層密實,處理乳化油廢水表現(xiàn)出較強的分離性能,處理30min截留率就達到99%,Chen等以陶瓷膜為載體,用ZrOCl2和H2SO4反應(yīng)得到的物質(zhì)為涂膜材料,制備多種孔徑的動態(tài)膜,該動態(tài)膜可將BSA(牛血清白蛋白)截留下來,而葡萄糖可自由通過動態(tài)膜,Mohd等用高嶺土、硅藻土、富勒氏土為涂膜材料制備動態(tài)膜,用于處理生活污水,在高嶺土濃度333mg/L、涂膜時間10min條件下制備的動態(tài)膜過濾污水,滲透濁度可低至0.2NTU。

  近些年,動態(tài)膜廢水處理系統(tǒng)裝置也在不斷改進優(yōu)化,楊濤等發(fā)明一種預(yù)涂動態(tài)膜光催化水處理裝置,使用該裝置預(yù)涂動態(tài)膜簡單,催化劑回收利用充分,還能有效減緩陶瓷膜污染,降低運行費用,劉學(xué)文等發(fā)明公開一種可用于難生物降解廢水處理的在線化學(xué)氧化動態(tài)膜系統(tǒng)。該發(fā)明簡化了處理工藝,減少了循環(huán)側(cè)污染物的殘余總量,降低了污水處理成本。

  2、陶瓷基動態(tài)膜的影響因素及研究進展

  影響陶瓷基動態(tài)膜性能的因素包括動態(tài)膜制備過程和分離過程的操作條件,其中動態(tài)膜制備過程操作條件包括跨膜壓差、錯流速度等,分離過程的操作條件包括pH值、溫度等。動態(tài)膜結(jié)構(gòu)、過濾性能常用膜滲透通量、出水水質(zhì)(CODCr、色度、濁度)、動態(tài)膜質(zhì)量及厚度、污染物去除率等指標來評價。確定動態(tài)膜制備條件、操作條件對污水處理效果至關(guān)重要。

  2.1 陶瓷基動態(tài)膜成膜的影響因素

  影響陶瓷基動態(tài)膜制備的因素有跨膜壓差、錯流速度等。跨膜壓差是濾液透過膜孔的推動力,其大小直接影響著膜的通量,錯流速度的大小決定著沉積在膜表面的顆粒物質(zhì),一般提高錯流速度有利于減輕濃差極化的影響。

  2.1.1 跨膜壓差對動態(tài)膜制備的影響

  跨膜壓差影響著成膜的滲透通量,一般情況下,跨膜壓差越大,相同時間內(nèi)滲透液的體積越多,陶瓷膜過濾過程中,總是存在著一個臨界壓力,在臨界壓力之下,跨膜壓差與通量成正比,在臨界壓力之上,受濃差極化的影響,跨膜壓差對通量影響不大。

  李彥等以管式陶瓷膜為基膜、ZrO2為涂膜顆粒,制備動態(tài)膜過程中穩(wěn)定滲透通量隨著壓差的增大出現(xiàn)先變大后減小的變化。在壓差小于0.14MPa時,增大壓差有利于基膜與動態(tài)膜顆粒的緊密結(jié)合,動態(tài)膜層更加均勻致密,壓差增大到0.14MPa后,隨著壓差的升高,動態(tài)膜層的厚度逐漸增加,分離阻力增大,穩(wěn)定通量減小,動態(tài)膜的最適宜制備壓力為0.14MPa。

  陳銀平以管式陶瓷膜為基膜、高嶺土為涂膜材料制備動態(tài)膜并用于油水分離,在流量100L/h、涂膜液溫度25℃、涂膜料液濃度0.5g/L、涂膜時間25min條件下制備動態(tài)膜,隨跨膜壓差由0.02MPa增大至0.2MPa,動態(tài)膜質(zhì)量由0.02g增至1.09g及厚度由8.98μm增至490μm。這是由于隨著涂膜壓力的增大,滲透通量增大,顆粒沉積粒徑變大,動態(tài)膜膜層厚度增大。

  在動態(tài)膜制備過程中確定臨界壓力至關(guān)重要,不同體系臨界壓力的數(shù)值也會有所不同,一旦確定了臨界壓力,制備壓力選擇其附近,這樣可避免因壓力過小、動態(tài)膜涂膜不均勻有缺陷且動態(tài)膜層厚度太小,易造成基膜污染,壓力過大將進入膜孔的細小顆粒壓實,影響動態(tài)膜滲透通量。

  2.1.2 錯流速度對動態(tài)膜制備的影響

  錯流速度也是影響動態(tài)膜成膜的一個重要因素,一般來說,制備動態(tài)膜時的錯流速度越大,在載體表面沉積的顆粒的粒徑越小,制備過程達到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間越短,動態(tài)膜的性能較好,但有研究者發(fā)現(xiàn),錯流速度過大會導(dǎo)致成膜不均勻且容易被沖刷掉。

  李俊等以陶瓷膜管為載體,高嶺土為涂膜材料,在跨膜壓差0.2MPa,涂膜液高嶺土懸浮液濃度0.3g/L的條件下考察了0.5,1.0,1.5,2.0m/s4個錯流速度對動態(tài)膜成膜的影響,通過掃描電鏡觀察成膜的表面形貌,在1.0,1.5,2.0m/s的錯流速度下預(yù)涂的動態(tài)膜膜面不均勻且有缺陷,0.5m/s下涂制的膜面均勻且無缺陷,

 在上述兩個例子中,李俊以高嶺土為涂膜材料制備動態(tài)膜,高嶺土數(shù)目平均粒徑為0.13μm,制備的懸浮液濃度為0.3g/L,王婷婷以TiO2為涂膜材料,選用的TiO2顆粒平均粒徑為1.68μm,制備的懸浮液濃度為0.5g/L。兩種涂膜顆粒粒徑相差甚多,因此要想涂膜均勻穩(wěn)定,TiO2動態(tài)膜錯流速度相差也大。

  因此,確定最適宜錯流速度要綜合滲透通量和成膜膜層狀態(tài)(均勻、牢固程度)兩者考慮。錯流速度過小,產(chǎn)生的剪切力較小,會造成更嚴重的動態(tài)膜堵塞現(xiàn)象,錯流速度過大,涂膜不均勻且容易沖刷掉。對該因素研究的主要目的是降低濃度差極化、降低操作成本、提高動態(tài)膜穩(wěn)定滲透通量。

  句容凈化槽污水處理一體化設(shè)備工程設(shè)計2.2 陶瓷基動態(tài)膜操作條件的影響

  陶瓷基動態(tài)膜的操作條件對污水處理效果影響頗深,如操作溫度、pH值等,pH值對處理效果的影響與涂膜液、污水的性質(zhì)有關(guān),溫度影響著溶液的黏度和傳質(zhì)擴散系數(shù),從而影響動態(tài)膜的穩(wěn)定滲透通量。

  2.2.1 pH影響

  pH值對動態(tài)膜污水處理效果有較大影響,在不同pH下,動態(tài)膜因所帶電荷的不同會表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。許多無機膜如Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2都帶有電荷,且受溶液pH值影響。對于一些金屬氧化物的水合物和氫氧化物而言,pH越高動態(tài)膜更為穩(wěn)定。

  王婷婷應(yīng)用TiO2動態(tài)膜處理含油乳化污水,考察了動態(tài)膜在不同pH值水溶液中的穩(wěn)定滲透通量和pH值對動態(tài)膜處理含油乳化液的影響兩部分。動態(tài)膜穩(wěn)定滲透通量隨不同pH值純水的影響見圖4,可知動態(tài)膜穩(wěn)定滲透通量隨著水溶液pH值的增大而下降,這是由于pH值增大,涂膜液TiO2的ξ電勢增大,顆粒間的排斥能增大,顆粒更加分散。


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