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重力驱动膜滤技术在水处理领域中的应用与研究展望

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四川环境 2022年第4期41卷 318-323页

作者：赵博东北师范大学环境学院长春130024

超滤已成为水资源开发和水污染防治领域的重要膜分离技术,但仍存在能耗高、膜污染严重等问题,迫切需要寻求能耗低、运行成本低、膜污染小的膜过滤技术。通过回顾重力驱动膜滤技术的产生和发展历程,介绍了其在地表水、废水、灰水、雨水... 详细信息

超滤已成为水资源开发和水污染防治领域的重要膜分离技术,但仍存在能耗高、膜污染严重等问题,迫切需要寻求能耗低、运行成本低、膜污染小的膜过滤技术。通过回顾重力驱动膜滤技术的产生和发展历程,介绍了其在地表水、废水、灰水、雨水回收及海水预处理领域的应用。相对于外加压力的传统超滤膜,重力驱动膜依靠系统内水头静压力进行过滤,运行模式是死端过滤,且无需进行物理或者化学清洗。首先分析了重力驱动膜在家庭饮用水处理、海水淡化预处理、雨水回用系统的优势,发现其具有间歇式运行、除浊除微生物、膜污染小等特点;其次介绍了高孔隙度纳米纤维膜、气浮、活性炭吸附、离子交换树脂对重力驱动膜过滤的强化作用,发现其在全氟辛烷磺酸、藻毒素等微污染物去除和膜污染削减方面具有良好效果。重力驱动膜过滤满足低碳技术的需求。今后应进一步对重力驱动膜滤系统生物层演化规律、水通量提升措施、微污染物去除机理以及工程化应用开展研究。

关键词：重力驱动膜低压膜过滤水处理

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重力驱动型膜滤技术在水处理中的应用研究进展

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水处理技术 2022年第2期48卷 18-22,28页

作者：鹿晓菲王晨熹马放李亚峰潘俊郭晶辉沈阳建筑大学市政与环境工程学院辽宁沈阳110168 城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨工业大学环境学院黑龙江哈尔滨150090

作为第三代水处理技术的核心,超滤膜分离技术因其出色的净水效能及安全便捷的特点,在21世纪水处理行业占有重要地位。重力驱动超滤膜(GDM)技术采用重力作为推动力,在长期运行过程中,可同时实现双重截留作用及对水中有机污染物和致病微... 详细信息

作为第三代水处理技术的核心,超滤膜分离技术因其出色的净水效能及安全便捷的特点,在21世纪水处理行业占有重要地位。重力驱动超滤膜(GDM)技术采用重力作为推动力,在长期运行过程中,可同时实现双重截留作用及对水中有机污染物和致病微生物的强化去除,具有通量稳定、低成本、低能耗、出水水质高等优点,在水处理领域中具有广泛的应用前景。本文综述了GDM技术的应用及研究现状,分析了影响GDM技术处理效能的相关因素,提出了GDM技术效能调控策略,展望了该技术的应用前景。

关键词：超滤重力驱动膜生物滤饼层水处理

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预沉积生物炭强化重力驱动超滤膜处理受污染地表水的效能研究

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中国环境科学 2023年第3期43卷 1122-1130页

作者：何强左庆扬陈子惟刘彩虹张唐龙智悦重庆大学环境与生态学院三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400044

采用预沉积生物炭(BC)强化重力驱动超滤膜(GDM)处理受污染地表水,考察预沉积生物炭对GDM膜通量及除污效能的影响.实验所用的生物炭是以玉米秸秆粉末为原料,在600℃高温热解制备的一种具有丰富的孔隙结构和含氧官能团的介孔材料,其比表... 详细信息

采用预沉积生物炭(BC)强化重力驱动超滤膜(GDM)处理受污染地表水,考察预沉积生物炭对GDM膜通量及除污效能的影响.实验所用的生物炭是以玉米秸秆粉末为原料,在600℃高温热解制备的一种具有丰富的孔隙结构和含氧官能团的介孔材料,其比表面积为181.09m^(2)/g,总孔体积为0.12cm^(3)/g.实验原水为受生活污水污染的嘉陵江地表水,运行周期50d,以原膜GDM为对照组,系统考察了对照组和预沉积生物炭组(BC-GDM)的通量稳定性,监测两组装置对浊度、溶解性有机碳(DOC)、UV254、荧光性有机物和氨氮的去除.结果表明,长期运行下预沉积组BC-GDM的稳定通量(4.82L/(m^(2)·h))略高于对照组GDM(4.72L/(m^(2)·h)).对污染物的去除结果表明,BC-GDM体系对浊度和氨氮的去除有些许提高,且加快了氨氮去除的启动过程,同时显著提高了对DOC、UV254和荧光性物质等有机污染物的去除,其中DOC和UV254的平均去除率分别从16.7%和10.0%提高到34.1%和39.9%.实验结果表明,在GDM中预沉积生物炭可以在不影响膜通量的情况下有效改善净水效能.

关键词：重力驱动膜预沉积生物炭稳定通量去污效能

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混凝与重力驱动的改性PVDF超滤膜耦合净水效能及机理研究

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混凝与重力驱动的改性PVDF超滤膜耦合净水效能及机理研究

作者：孙卓哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

重力驱动膜系统最初由Peter Varbanets提出,因其不需任何反冲洗、化学清洗和消毒即可达到通量稳定,简化系统的维护和操作,并降低了运行成本的优点而受到越来越多的关注,已被广泛应用于海水淡化及废水处理中。但因其膜通量较低,应用上仍... 详细信息

重力驱动膜系统最初由Peter Varbanets提出,因其不需任何反冲洗、化学清洗和消毒即可达到通量稳定,简化系统的维护和操作,并降低了运行成本的优点而受到越来越多的关注,已被广泛应用于海水淡化及废水处理中。但因其膜通量较低,应用上仍然受到一定的限制。混凝作为一种物理化学预处理工艺,由于其成本较低且操作简单,因而被广泛应用,混凝与膜的结合可有效地去除污染物,同时维持膜自身的优秀性能,并可减少消毒副产物的形成。表面涂覆作为最简单的膜改性方法,可以提高膜的亲水性和抗污染性。本文采用六水合三氯化铁(Fe Cl3·6H2O)作为混凝剂,选取“在线混凝”及“混凝-沉淀”两种不同的混凝剂投加方式作为预处理与不经处理的松花江原水作对比,采用两种吸附剂粉末活性炭(PAC)及粉末沸石(PZ)对PVDF超滤膜进行改性与PVDF纯膜作对比,运行9组不同条件的反应器,在40cm的水头压力下探究重力驱动模式膜滤过程的净水效能及机理。通过蠕动泵真空抽吸的方式使得吸附剂材料成功地负载到膜表面,提高了膜的亲水性,进而提高了膜通量。通过对各反应器出水进行浊度、总有机碳(TOC)、UV254、Zeta电位、无机阳离子、三维荧光(EEM)、氨氮、硝态氮、亚硝态氮等水质指标的检测及膜表面污染层的表征,发现混凝-沉淀预处理过程有效地去除了水中大量的污染物,膜表面生物层明显减少,出水效果更佳。而重力驱动膜系统对于浊度及Fe3+有明显去除效果,对于有机污染物可通过生物降解作用而部分去除,PAC-PVDF改性膜因PAC对于有机污染物良好的吸附能力而使得其对于水体中有机污染物的去除得到显著提高。通过对膜表面生物层的群落结构组分分析,发现反应器中原液和膜表面存在大量的Proteobacteria和Actinobacteria细菌,对于固氮及去除复杂有机物有良好作用。本文重点关注于重力膜系统运行的优化,研究了混凝预处理以及表面涂覆改性等不同情况下的净水效能和机理。为重力膜的工程实际应用提供了理论依据。

关键词：重力驱动膜粉末活性炭(PAC) 粉末沸石(PZ) 混凝