親水性微孔聚乙烯醇復(fù)合膜的制備與運用于MBR處理污水的研究.pdf

1、膜生物反應(yīng)器(MBR)是采用膜的分離技術(shù)和生物處理技術(shù)相結(jié)合的方式處理工業(yè)污水。該處理工藝具有流程較簡單、占地面積較小、剩余污泥產(chǎn)生量較少、出水水質(zhì)良好和自動程度高等優(yōu)點。該技術(shù)在不同領(lǐng)域廣泛運用，備受各國水處理技術(shù)研究人員的關(guān)注，但膜過濾組件的高造價和膜污染問題是制約膜生物反應(yīng)器更好發(fā)展的主要因素。因此，研究降低膜組件造價、減少膜的污染方法，對于膜生物反應(yīng)器的運用發(fā)展有很重要的意義。
　　 本文針對膜生物反應(yīng)器工藝中膜組件的高

2、造價成本和膜污染問題，進(jìn)行了低成本耐污染復(fù)合膜的制備和性能研究。選取價格較便宜的聚乙烯醇，采用熱致相分離法制備復(fù)合膜，再將膜通過戊二醛（交聯(lián)劑）進(jìn)行后處理，制備了親水性微孔聚乙烯醇復(fù)合膜。主要研究內(nèi)容如下:
　　 (1)實驗考察了影響膜性能的四個不同因素對膜的影響—PVA濃度、熱處理溫度、交聯(lián)的時間和交聯(lián)劑的濃度。結(jié)果表明最佳最膜條件為PVA濃度12％，交聯(lián)劑濃度1％，交聯(lián)時間6小時，熱處理溫度控制在80～90℃之間，制備的親水

3、性微孔聚乙烯醇復(fù)合膜性能（如與無紡布的結(jié)合強度，機械強度等）較好。通過交聯(lián)后聚乙烯醇中的羥基數(shù)量減少，耐水性能得到提高。
　　 (2)對實驗室自制的復(fù)合膜進(jìn)行表征和清水通量的測定。實驗表明當(dāng)PVA濃度為10％，表面孔較開放，但孔徑偏大，表面平均孔徑約為0.45μm;其孔結(jié)構(gòu)基本上屬于對稱結(jié)構(gòu);而當(dāng)濃度PVA高至13％時，所得膜的表面有結(jié)皮現(xiàn)象，皮層的開孔孔約為0.2μm。在0.5～2m水柱下的清水通量隨壓力增大而增加，1.5m水

4、柱下的清水平均通量達(dá)到408.3L/m2/·h。經(jīng)測定，PVA濃度為10％的復(fù)合膜的表面接觸角為42°，PVA濃度為13％的復(fù)合膜的表面接觸角為39°，在PVA濃度較低時，交聯(lián)密度相對較小，薄膜中羥基等極性基團(tuán)容易離析在表面，隨著PVA濃度的增加，交聯(lián)密度增大，極性基團(tuán)的離析受到影響，使接觸角的變化趨于平緩。干膜遇水立刻潤濕，其親水性能極佳，實驗室PVA材料所制的膜有很好的抗污染性和水通透性。經(jīng)酸浸泡處理復(fù)合膜的通量下降不明顯，該復(fù)合膜

5、的耐酸性能較好，隨著時間變化，通量變化不大，表明此膜具有一定的耐酸性能，能適合進(jìn)行化學(xué)酸清洗操作。
　　 (3)以親水性微孔聚乙烯醇復(fù)合膜為膜組件，組裝成MBR用于處理人工配制的生活污水，研究其運行效果與膜污染情況。實驗結(jié)果表明膜出水濁度隨著時間的運行先增加后減少，膜出水的濁度在0.12(～)0.21 NTU之間。膜的親水性增加使得其表面過濾阻力減少，膜通量下降速率減慢，膜的抗污染能力增強。在一定過膜壓力下，不同活性污泥濃度下，

6、其通量的衰減曲線較為相似，其中活性污泥濃度為3500mg/L時，膜通量衰減幅度增加的最快，最高達(dá)到75.9％。曝氣強度太小或太大都會引起膜通量變化顯著，選取合適曝氣強度對膜污染有一定的延緩作用，本實驗表明選取曝氣強度為0.4m3/h為最佳曝氣強度，能有效的延緩污染，維持較好的膜通量。經(jīng)水反沖洗和水反沖洗+曝氣清洗膜表面后，其恢復(fù)率均在90％以上，說明此親水性微孔聚乙烯醇復(fù)合膜的膜通量恢復(fù)性能較好。另外，經(jīng)過反復(fù)的曝氣表面清洗和水反沖洗，