浸没式膜组件结构设计及其应用

摘要

浸没式膜过滤因预处理要求简单，产水水质优良，能耗低，回收率高，占地面积小等优点，成为水处理中的关键技术。目前国际上主要的浸没式膜组件构型为帘式与平板式，尽管越来越多的膜制造商相继开发出了不同的浸没式膜组件，但在膜组件的构型上与应用上仍有很多不足，尤其在对高浊度污水的处理方面，需要经过进一步的研究实现。本论文主要采用中试规模的实验装置，对新型的浸没式膜组件进行优化设计，并为之提供科学具体的工艺参数。
　　对无外壳、外壳上下两端开孔与外壳镂空三种外部构型的浸没式超滤膜组件进行试验研究，通过运行过程中膜污染情况与产水水质的分析比较，得出上下两端开孔的膜组件设计对膜污染的抵抗作用及对膜丝的保护作用最好且产水水质优良。在膜组件构型确定之后，对膜组件的填充密度44m2/支、55m2/支与66m2/支进行优化比较，通过运行过程中的膜通量变化，膜通量衰减率变化、产水量及产水水质的比较得出，膜组件最优的填充密度为55m2/支。
　　为考察新型浸没式超滤膜组件膜污染的影响因素，对其运行参数抽停比、曝气量、膜通量与反洗水量进行正交试验，由方差分析可得，曝气量和抽停比对膜污染具有极为显著地影响作用，反洗水量对膜污染具有显著影响，所设定的膜通量对膜污染无显著影响，最优的工艺参数为曝气量4.0Nm3/h，抽停比16/2min，反洗水量为产水量的80％，膜通量55LMH。膜组件在最优的条件下可以稳定运行3-4d，之后需要进行在线化学清洗。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 超滤技术简介

1．1．1 超滤膜分离技术

1．1．2 超滤膜技术的发展与应用

1．2 膜污染简介

1．2．1 膜污染

1．2．2 膜污染的影响因素

1．2．3 膜污染的控制方法

1．3 超滤膜组件

1．3．1 超滤膜组件分类及特点

1．3．2 浸没式超滤

1．3．3 浸没式超滤膜组件的发展与应用

1．4 膜组件结构对浸没式膜过滤影响作用

1．4．1 气冲模型

1．4．2 气提式循环模型

1．4．3 浸没式膜组件的发展

1．5 装填密度对浸没式膜组件的影响作用

1．6 操作条件对浸没式膜过滤的影响

1．6．1 温度

1．6．2 浊度

1．6．3 操作压力

1．6．4 排泥周期

1．6．5 曝气

1．6．6 气洗和水力反冲洗

1．6．7 水质预处理

1．6．8 运行方式

1．6．9 膜通量

1．7 选题意义与研究内容

1．7．1 研究目的与意义

1．7．2 研究内容

第二章 实验概况

2．1 实验材料及工艺流程

2．1．1 实验装置材料

2．1．2 实验用药品材料

2．2 试验原水水质

2．2．1 原水水质情况

2．2．2 原水水质分析方法

2．3 实验流程

2．3．1 实验取水

2．3．2 实验工艺流程

2．4 实验研究方法

2．4．1 膜污染表征

2．4．2 正交试验

2．4 浸没式超滤评价分析

2．4．1 跨膜压差与膜通量

2．4．2 比渗透通量

2．4．3 膜清洗的指标

第三章 浸没式超滤膜组件结构设计

3．1 膜组件设计的基本原则要求

3．2 实验方案

3．2．1 实验运行方式

3．2．2 实验研究方法

3．2．3 实验设计的浸没式膜组件

3．3 膜组件构型优化

3．3．1 不同构型膜组件在高低进水浊度条件下的运行比较

3．4．2 三种构型膜组件在高浊度条件下连续运行的比较

3．4．3 进水浊度与产水浊度分析

3．5 浸没式超滤膜膜组件装填密度优化

3．5．1 三种装填密度膜组件在不同曝气量条件下运行情况比较

3．5．2 三种装填密度膜组件的通量的衰减率

3．5．3 2000NTU高浊度环境下不同装填密度的运行情况

3．5．4 不同曝气量条件下三种填充密度膜组件总产水量比较

3．5．5 产水浊度分析

3．6 本章小结

第四章 浸没式超滤膜组件的工艺参数优化

4．1 实验膜组件

4．1．1 浸没式膜组件改进

4．1．2 实验设备的改进

4．1．3 膜组件运行的工艺参数

4．2 试验方法

4．2．1 正交试验设计

4．2．2 试验运行方法

4．3 实验结果与分析

4．3．1 正交试验结果与分析

4．3．2 因素水平分析

4．3．3 优化条件下的重复性试验

4．3．4 进水浊度与产水浊度分析

4．3．5 产水水质分析

4．4 本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢