水中有機(jī)物性狀及溶液環(huán)境條件對(duì)二級(jí)處理水超濾過程的影響研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)化的發(fā)展，大量生活污水和工業(yè)廢水排入水體，水資源污染嚴(yán)重。水資源的短缺和水污染的加劇，使“污水資源化”逐漸提上日程，將污水作為第二水源作為解決水資源短缺的重要途徑。目前污水的再生回用大多數(shù)采用傳統(tǒng)的給水處理的方法，如混凝沉淀、砂濾、活性炭吸附等，這些方法普遍存在著占地面積大、基建費(fèi)用高、處理效率低等缺點(diǎn)。二十世紀(jì)后期，膜分離技術(shù)以其高效快捷逐漸引起人們重視，被稱為“二十一世紀(jì)的水處理技術(shù)”，在凈水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景

2、，而膜分離技術(shù)的應(yīng)用過程仍然存在著很多尚未解決的技術(shù)問題，如高效低耗的分離過程的實(shí)現(xiàn)，分離中產(chǎn)生的膜污染問題等等。特別是膜污染的研究對(duì)膜分離技術(shù)的普及推廣有著重要的意義。 本課題以西安市北石橋污水凈化中心的二沉池出水作為原水，進(jìn)行了超濾試驗(yàn)，針對(duì)水中有機(jī)物性狀及溶液環(huán)境條件對(duì)二級(jí)處理水超濾過程的影響進(jìn)行了研究。通過改變水溶液中的pH值、離子強(qiáng)度、二價(jià)金屬離子等溶液環(huán)境條件以及對(duì)水中溶解性親、疏水生有機(jī)物進(jìn)行分離，研究了pH值、

3、離子強(qiáng)度、二價(jià)金屬離子等溶液不同環(huán)境條件以及水中有機(jī)物親疏水性狀對(duì)二級(jí)處理水超濾過程的影響，并且利用本課題組建立的基于膜孔徑和膜孔密度隨透水通量變化的膜結(jié)構(gòu)參數(shù)模型，研究了不同條件下二級(jí)處理水超濾過程中膜結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化特性。研究結(jié)果表明： (1)原水pH值對(duì)超濾膜透水通量的影響為：低pH條件下，過濾初期以濾餅堵塞為主，污染較嚴(yán)重，導(dǎo)致膜透水通量急劇衰減；過濾后期，膜通量衰減有所減緩。對(duì)于pH較高的情況，膜表面無明顯濾餅形成，膜

4、污染自始至終均以膜內(nèi)部堵塞為主，膜通量表現(xiàn)為過濾初期衰減緩慢，但是隨著膜孔堵塞的加劇，到過濾后期，通量衰減較為快。 (2)離子強(qiáng)度的影響：離子強(qiáng)度(以NaCl計(jì))越高，膜通量衰減越嚴(yán)重，膜污染也相應(yīng)越劇烈。在較高的離子強(qiáng)度下，由于雙電層壓縮和電荷屏蔽作用，膜表面和腐殖酸大分子的電荷明顯減少，致使膜表面和溶解性有機(jī)物之間的靜電斥力減小，從而溶解性有機(jī)物沉淀到膜表面的速度加快，又使沉淀層變厚。 (3)二價(jià)鈣鎂離子的影響：

5、由于Ca2+和Mg2+的絡(luò)合作用，溶解性有機(jī)物的鏈與鏈之間的靜電斥力減小，使各分子之間更容易連接起來形成盤繞狀的腐殖質(zhì)大分子。因此，有機(jī)物污染的速率和程度隨著二價(jià)鈣鎂離子濃度的增加而顯著增加。 (4)水中有機(jī)物的親疏水性狀對(duì)超濾過程的影響表現(xiàn)為：引起膜通量下降的原因是水中的疏水性物質(zhì)，溶解性有機(jī)物的疏水性直接影響膜表面的吸附，水中疏水性有機(jī)物越多表面吸附越大。 (5)采用本課題組建立的膜結(jié)構(gòu)參數(shù)模型：Jv/J0=(1