污水資源化藻菌共生反應(yīng)器藻類膜法截留的研究.pdf

1、水污染與能源短缺嚴(yán)重威脅人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。生物柴油作為綠色替代能源被各界廣泛關(guān)注，同時(shí)藻類以高產(chǎn)油率成為生物柴油原料來(lái)源的首選。因此，利用城市污水養(yǎng)殖高脂微藻是實(shí)現(xiàn)污水處理并資源化的最佳途徑。課題組由此開(kāi)發(fā)了新型污水資源化藻菌共生反應(yīng)器。但一直未找到截留效果好、處理成本低的藻類截留工藝。針對(duì)原藻菌共生反應(yīng)器內(nèi)藻類停留時(shí)間過(guò)短導(dǎo)致的藻類無(wú)法大量繁殖的問(wèn)題，本研究提出在藻菌共生反應(yīng)器中使用膜法進(jìn)行藻類截留。
　　采用理論分析、文獻(xiàn)

2、借鑒、市場(chǎng)調(diào)研的方式，確定4種錯(cuò)流式膜組件和4種死端式膜組件作為研究對(duì)象。通過(guò)對(duì)各膜組件藻類截留的性能對(duì)比，優(yōu)選出最佳膜組件及其操作條件，并通過(guò)小試實(shí)驗(yàn)對(duì)膜法藻類截留工藝的效果進(jìn)行考察，得到以下成果:
　　(1)8種標(biāo)稱孔徑在1.2μm以下的膜對(duì)斜生柵藻截留率均達(dá)到100％。在4種死端式膜組件中0.4μmPVDF平板膜膜通量最高，達(dá)到225L/(h·m2)；4種錯(cuò)流式膜組件中1.2μm陶瓷管式膜膜通量最高，達(dá)到187L/(h·m2

3、)。死端式及錯(cuò)流式膜過(guò)濾過(guò)程中影響膜污染速率的主要因素分別為曝氣量和操作壓力。
　　(2)通過(guò)膜法藻類截留過(guò)程中的膜通量、運(yùn)行能耗、膜污染速率等參數(shù)的對(duì)比，死端式最優(yōu)膜組件為0.4μmPE中空纖維膜，最優(yōu)操作條件為抽停比=8min:2min，曝氣量=30m3/(m3·h)，蠕動(dòng)泵功率=80W/m3；錯(cuò)流式最優(yōu)膜組件為1.2μm陶瓷管式膜，最優(yōu)操作條件為操作壓力=0.1MPa，蠕動(dòng)泵功率=25kW/m3。
　　(3)反沖洗實(shí)驗(yàn)

4、結(jié)果表明：反沖周期從每過(guò)濾120min反沖6min調(diào)整至每過(guò)濾60min反沖3min后，0.4μmPE中空纖維膜污染速率降低了4.8%，1.2μm陶瓷管式膜膜污染速率降低了52.8%。40kHz超聲對(duì)膜污染速率影響的正交試驗(yàn)確定死端式膜最佳超聲操作條件為開(kāi)停時(shí)間=5min:5min，超聲功率=7.5W/L。0.4μmPE中空纖維膜以低膜污染速率、高膜通量和低能耗的特性確定為本工藝最優(yōu)膜組件。
　　(4)動(dòng)態(tài)小試采用0.4μmPE中