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正渗透膜是一种低能耗的膜处理工艺,而膜生物反应器是一种高效的污水处理工艺,其最大的瓶颈就是严重的膜污染问题,将正渗透膜应用到膜生物反应器中,即正渗透膜生物反应器。根据传统膜生物反应器的膜污染特点,研究其在含有不同金属离子时膜不同放置方式时的膜污染情况,将运行后的污染膜片剪下做SEM、AFM、FTIR-ATR分析。研究表明,海藻酸钠加不同金属离子的膜污染情况不一致,其膜污染大小顺序为藻酸钠+钙>藻酸钠+钙+镁>藻酸钠+镁,且不同膜放置方式的膜污染不同,活性层面向驱动液的通量较大。莱特莱德的膜分离设备深受国内外广大用户喜爱。
正渗透膜的制备及其性能研究
正渗透技术是近些年发展起来的一种新型的渗透驱动膜分离技术,它具有低污染、低能耗、常温常压下运行等优点,被广泛应用于海水淡化、污水处理、食品加工、医药产品生产和海水发电等领域取。正渗透膜技术是相对于反渗透技术而提出来的,与反渗透技术相比较,正渗透技术具有得天独厚的优势:独有的驱动液体系,不需要外界的压力推动分离过程,能耗低;材料本身亲水,没有外加压力推动,可以有效防止膜污染;在脱盐过程中,回收率高,没有浓盐水的排放,实现零排放,是环境友好型技术。发展到现在,正渗透技术已不仅仅限于海水淡化领域的应用,其应用范围已经拓展至水净化、废水处理及食品医药等领域。本文主要探讨在水处理中的应用进展。
正渗透膜生物反应器原理
正渗透膜生物反应器是集正渗透膜的截留作用和活性污泥的降解作用系统于一身的污水处理系统。正渗透膜生物反应器是在2008年首次提出,正渗透膜生物反应器是一种低污染性能的膜生物反应器,且正渗透膜生物反应器能去除99、以上的有机物和98、以上的氨氮,具有比传统正渗透膜生物反应器更好的污水处理效果。随后,针对OMBR的研究越来越多,尤其是南洋理工大学和耶鲁大学,且主要是针对膜污染进行了研究,最先研究正渗透膜污染的是Cath等,随后越来越多的学者对正渗透膜生物反应器的膜污染进行了研究,他们指出,正渗透膜生物反应器中几乎没有膜污染或者所有的膜污染都是可逆的。
钙离子对膜生物反应器会产生很严重的污染;当原料液中存在0.5mmol/l的Ca2+时,其平均粘附力为0.66mN/m,是不存在Ca2+时粘附力的2倍,通量较不存在Ca2+时下降严重。Zhang等提出,OMBR的膜污染是在生物膜的形成和无机污染的共同作用下导致的。Lay等指出在污水中加入CaSO4、CaCO3,经过73d的运行,在膜表面形成了一层凝胶层,经分析知凝胶层中含有较多的胞外聚合物(EPS)。
正渗透膜生物反应器技术特点
如上所述,正渗透不同于压力驱动膜分离过程,它不需要额外的水力压力作为驱动力,而依靠汲取液与原料液的渗透压差自发实现膜分离。这一过程的实现需要几个必要条件:
1、允许水通过而截留其他溶质分子或离子的选择性渗透膜及膜组件;
2、提供驱动力的汲取液;
3、对稀释后的汲取液再浓缩途径。
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