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安徽省巢湖市生活污水地埋式一体化处理设备

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  • 所在地 潍坊市

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更新时间:2023-02-25 09:05:56浏览次数:878

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产品简介

应用领域 医疗卫生,环保,食品,化工,综合    
安徽省巢湖市生活污水地埋式一体化处理设备
主要经营:一体化污水处理设备、地埋式一体化污水处理设备、MBR一体化污水处理设备,气浮机、溶气气浮机、涡凹气浮机、平流式气浮机、竖流式气浮机、浅层气浮机,厌氧反应器、IC厌氧反应器、UASB厌氧反应器
二氧化氯发生器,自动加药装置

详细介绍

安徽省巢湖市生活污水地埋式一体化处理设备

安徽省巢湖市生活污水地埋式一体化处理设备



1.1 和仪器

PVDF,相对分子质量570 000solf?1015,上海联宏新材料科技限;聚乙烯吡咯烷酮,PVPBR,上海如吉生物科技发展限;纳米,粒径25 nm,比表面积(50±15 2/g,分析纯P25,德德固赛;二甲基乙酰胺,DMAc,化学纯,药集团化学限。

仪器:PhysicaMCR301型流变仪,奥地利安东帕;D-8401型搅拌器,成都浩驰仪器限;NanomanVS型原子力显微镜,美VeecoJSM-6360LA型扫描电镜,日本电子株式会社;HARRE-SPCA型接触角测定仪,北京哈科试验仪器;SHZ-型循环水式真空泵,上海知信试验仪器技术限。

1 (134).jpg


1.2 PVDF中空纤维膜的制备

将一定量的纳米TiO2加入DMAc中,声30min使之分散均匀,加入PVP,缓慢加入PVDF,以免铸膜液起泡,水浴加热,控制温度为45 ,搅拌12 h,得到稳定的浅黄色或白色(加TiO2)溶胶,原料投加比例如表 1所示,并用旋转流变仪测定铸膜液黏度。

1 铸膜液原料投加比例

铸膜液组分

PVDF/%

TiO 2 /%

PVP/%

DMAc/%

PVDF-0

16

0

14

70

PVDF-1

16

1

14

69

PVDF-2

16

2

14

68

1.3 PVDF中空纤维膜的性能测试

膜性能测试主要包括膜表面的微观结构表征及水通量测试等。采用原子力显微镜(AFM)测定膜表面粗糙度,利用扫描电镜(SEM)观察膜断面结构,并以孔隙率、平均孔径、接触角和水通量等作为评价规准,确定纳米TiO2投加比例。

1.4 试验装置及条件

试验在自行设计的小试装置中进行,缺氧池尺寸50 mm×200 mm×400 mm,效水深300 mm,效容积3 L,好氧池尺寸250 mm×200 mm×400 mm,效水深300 mm,效容积15 L,水力停留时间6 h(缺氧池1 h,好氧池5 h),试验装置如图 1所示。


好氧池的污泥取自常州武进某污水处理的二沉池回流污泥,在曝量1 L/min的条件下闷爆1015 d左右,进水量由小到大逐渐增加。由于活性污泥及生活污水均取自该,因此活性污泥的适应性较强,很快就达到所需浓度,控制MLSS2000 5000mg/L。过滤压力由循环水式真空泵(压力可调)提供,压力控制在0.02 MPa,水温保持在1825 。膜组件为U型中空纤维模型,效过滤面积均为0.02 2,浸没在15L好氧池。

分别用膜组件PVDF-0PVDF-1PVDF-2处理纯水和生活污水,以测试膜组件的去除效果和膜污染状况,并记录纯水通量JW、和污水通量JR

膜通量(J)和去除率(R)由式(1)、式(2)计算。

http://www.meng10000.com/data/images/image/20160514/20160514095843_39614.jpg

式中:J——纯水或污水的膜渗透通量,L/(m2·h);

V——纯水或污水的渗透体积,L

A——膜的效过滤面积,m2

t——膜的过滤时间,h

R——膜对污水中目标物的去除率,%

CPCF——污水中目标物的进、出水质量浓度,mg/L

1.5 原水水质及分析方法

试验原水取自常州市某污水初沉池,原水水质及分析方法如表 2所示。

2 原水水质及分析方法

项目

范围(均值)

分析方法

COD/mg·L -1

252~394(324)

快速密闭催化消解法

SS/mg·L -1

110~233(146)

重量法

TN/mg·L -1

16.4~30.7(26.3)

过硫酸钾氧化紫外分光光度法

TP/mg·L -1

2.8~5.6(4.3)

钼锑抗分光度法

NH 3 -N/mg·L -1

14.6~25.4(21.5)

纳氏光度法

pH

6~8(7.8)

便携式pH计

水温/℃

18~25

水温计



2 结果与讨论

2.1 纳米TiO2质量分数对PVDF铸膜液黏度的影响

纳米TiO2颗粒具高比表面积和强亲水性,但其添加量会影响铸膜液黏度,从而影响溶剂和非溶剂的多相传质及铸膜液的成膜性。不同TiO2质量分数对PVDF铸膜液黏度的影响如图 2所示。


由图 2可见,剪切力为0.1~100 m/s的状态下,铸膜液黏度随纳米TiO2颗粒的增加而增大。

20131226143950.jpg


2.2 纳米TiO2质量分数对PVDF膜结构的影响

在不同放大倍数下用SEM研究PVDF中空纤维膜断面结构,如图 3所示。

PVDF中空纤维膜是一种特例的非对称性结构膜,其断面主要以指状孔结构和海绵状结构组成,指状孔结构占优点表明膜的渗透性能较强,海绵状结构占优点表明膜的机械强度较好。图 3a)为250倍放大倍数下,3PVDF中空纤维膜的SEM照片。由图 3a)可见,PVDF-0PVDF-2指状孔结构占优点,而且孔较大,PVDF-1的海绵状结构较多。这是因为添加适当纳米TiO2削弱了成膜过程中非溶剂(水)/溶剂(DMAc)的相互扩散速度,发生了延迟相分离,从而效减少了指状孔结构,且形成的指状孔也更加细小。图 3b)、图 3c)分别为1 000倍和10000倍放大倍数下,PVDF中空纤维膜断面的SEM照片。由图3b)、图 3c)可见,3种膜断面形成的指状孔结构差别不大,但从海绵状结构中可以清晰看到添加的纳米TiO2颗粒。与改性PVDF中空纤维膜相比,PVDF-0断面结构孔隙不均匀,而PVDF-2TiO2颗粒过多引起纳米颗粒团聚"不利于膜孔径要求及膜表面稳定性。


2.3 纳米TiO2质量分数对膜性能的影响

一般来讲,膜表面粗糙度越小说明膜越光滑,抗污染性越好;膜表面动态接触角越小,亲水性越强,水通量越大。对PVDF中空纤维膜的微观结构和性能进行表征测试,结果表明:与PVDF-0PVDF-2相比,PVDF-1膜表面具较小的粗糙度和较小的动态接触角,但具较高的孔隙率和水通量,说明适当添加纳米TiO2对提高膜的亲水性及抗污染能力较好的效果;膜平均孔径随纳米TiO2质量分数的增加而减小,其大小对不同污染物的分离效果所差异,表征测试结果如表 3所示。

3 PVDF中空纤维膜表征测试结果

项目

粗糙度/nm

/接触角/°

孔隙率/%

平均孔径/um

水通量/(L·m -2·h -1 )

PVDF-0

1616

95

66.14

0.018

25.3

PVDF-1

963

83

82.35

0.013

131.5

PVDF-2

1343

89

60.69

0.011

65.3

2.4 不同膜组件处理生活污水的效果对比

将组装好的3个膜组件同时的好氧池中,采取相同的抽吸方式处理生活污水,污水处理效果如表 4所示。

4 不同膜组件处理后的出水水质

mg/L

项目

COD

SS

TN

NH 3 -N

TP

PVDF-0

21.30

0

10.99

0.16

0.41

PVDF-1

19.66

0

12.47

0.64

0.41

PVDF-2

18.84

0

12.64

0.13

0.31


注:进水 COD SS TN NH3-N TP 分别为323.46 233 27.03 19.78 2.37 mg/L

由表 4可见,经不同膜组件处理后出水CODSSTNNH3-NTP均符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002)。

2.5 膜清洗

膜组件在好氧池中4 h后水通量开始下降,说明膜污染已渐渐发生。拆下膜组件,先用自来水冲洗,再将其浸泡在0.5%次溶液0.5 h,用自来水冲洗后测其纯水通量和污水通量,观察清洗效果,


由图 4可见,清洗后纯水通量基本能恢复,PVDF-0PVDF-1PVDF-2的恢复率分别为87.5%95.6%91.9%

清洗后污水通量的对比如图 5所示。


由图 5可见,PVDF-0PVDF-1PVDF-2污水通量恢复率分别是78.8%91.4%85.8%PVDF-1通量的恢复率zui高,经过4h纯水通量和污水通量依旧zui高,而PVDF-2改性虽效果,但添加的纳米TiO2过多会造成成本相对较高,且膜性能测试结果表明过多纳米TiO2颗粒会引起团聚"现象,不利于膜表面亲水性的改善。综合效果,PVDF-1具较好的价值。

3 结论

1)添加适当纳米TiO2颗粒降低了膜表面的粗糙度、接触角,提高了孔隙率及PVDF中空纤维膜的亲水性。

23个膜组件的出水水质均能达到《城市污水再生利用城市杂用水水质规准》要求,对SS的去除率基本接近99%NH3-N的去除率也较高,其余出水水质指标去除率也保持在80%以上。

33个膜组件中PVDF-1的污水通量衰减速度zui慢,清洗后恢复的污水通量zui大,说明其抗污染zui强。

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