MBR用于舰船灰水处理及膜表面改性研究

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随着航运贸易的不断发展,不可避免的直接或间接把一些船舶污水引入海洋环境,对当地的海洋生态系统、社会经济和公众健康都造成了巨大的危害。同时,新《公约》的颁布对船舶操作性排放标准提出了更高的要求,增加了船舶污水的处理难度。膜生物反应器(MBR)处理工艺由于其自身所具有的诸多优势,非常适用于船舶污水的处理。本文针对膜生物反应器中膜污染控制这一热点问题,采用氢氧化铁胶体涂覆膜方法提高膜组件的抗污染性能,主要从以下几个方面进行了研究:1、通过正交实验,考察了氢氧化铁胶体浓度、涂覆时间和水泵转速对改性膜纯水通量的影响。研究表明,最优的涂覆参数为涂覆时间6小时,氢氧化铁胶体涂覆浓度为0.15%,涂覆时水泵转速为150r/min。2、对氢氧化铁胶体涂覆膜的特性进行了分析,扫描电镜表明,涂覆后的膜组件表面有均匀的附着层,膜表面也由初始的光滑变为凹凸不平;能谱分析表明,膜表面所含元素为C、O、F、Fe四种元素构成的,膜表面附着物是铁的化合物。3、通过与未改性的膜生物反应器进行连续流对比实验,考察了改性膜生物反应器的除污染效能与运行周期。研究表明,两组膜生物反应器对CODCr、氨氮和磷的去除效能几乎无差别,均可以达到生活污水排放一级标准;但改性膜生物反应器运行周期明显高于未改性的膜生物反应器。4、采用超声技术对膜进行清洗,考察了超声清洗时间、超声清洗振板与被清洗膜组件距离、超声清洗功率以及超声-曝气联合清洗时使用的曝气量等因素对膜清洗效能的影响。研究表明,最优的超声清洗参数为超声时间15min,超声距离5cm,超声功率200W。并通过扫描电子显微镜对超声清洗前后膜表面进行观察,结果表明当超声强度过大膜表面极易出现不可逆损伤,影响膜组件的使用寿命。
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