同质增强型PMIA中空纤维膜污染及其MBR工艺处理城市生活污水

第67卷第9期2016年9月化工CIESC学报JournalVb1．67No．9September2016DOI：10．11949~．issn．0438—1157．20160059同质增强型PMIA中空纤维膜污染及其MBR工艺处理城市生活污水柴俪洪，一，肖长发，权全，刘海亮1，陈明星，赵斌(天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津300387；天津工业大学环境与化学工程学院，天津300387)摘要：以碳酸钙悬浮液、活性污泥混合液及蛋白溶液作为过滤介质，采用标准堵塞过滤和沉积过滤数学模型预测3h内膜污染类型，结合膜孔径分布、过滤介质粒径分布和污染阻力分布，研究同质增强型聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)中空纤维超滤膜污染机理。将同质增强型PMIA中空纤维膜应用于MBR系统处理城市生活污水，监测其长期运行的出水水质；借助场发射扫描电镜和特征x射线能谱仪对比分析水洗和化学清洗效果。研究结果表明，当过滤介质为蛋白时，t-t／V线性相关系数为0．9940，膜污染符合标准堵塞模型；当过滤介质为碳酸钙悬浮液和污泥混合液时，V-t~V线性相关系数分别为0．9733、0．9994，二者较为符合沉积模型。应用于MBR中的同质增强型PMIA中空纤维膜对COD、NH4-N、TP的平均去除率分别为97．78％、96．71％、49．81％，出水水质较好。经化学清洗后膜表面元素接近于原膜，清洗效果较佳。关键词：中空纤维膜；聚间苯二甲酰间苯二胺；膜污染；数学模型；膜生物反应器中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：0438—1157(2016)09—3954—11MembranefoulinganddealingwithdomesticsewageinMBRofhomogeneousenhancedPMIAhollowfibermembranesCHAILihong，XIAOChangfa，QUANQuan，LIUHailiang，CHENMingxing，ZHAOBin(1StateKeyLaboratoryofSeparationMembranesandMembraneProcesses，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China；SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，China)Abstract：Thefoulingmechanismsofthehomogeneousenhancedaromaticpoly(m—phenyleneisophthalamide)(PMIA)hollowfibermembranesweredeterminedbyexperimentaldatafittingtoporeblockingmodelorcakefoulingmodel，andcombinedwiththemembraneporesizedistribution，particlesizedistributionoffiltermediumsandthemembraneresistancedistributionduringultrafiltration．Threematerials(CaCO3suspension，activatedsludgeandBSAsolution)whichcouldinducefoulingwereusedtobefiltermediums．Inaddition．homogeneousenhancedPMIAhollowfibermembraneswereappliedtomembranebioreactor(MBR)systemtodealwithdomesticsewage．Atthemeantime，thecleaningefectsofwaterandchemicalwereanalyzedbyfieldemissionscanningelectronmicroscopy(FESEM)，andthechangeofqualityfractionofinorganicelementsafterfoulingandcleaningofmembraneoutersurfacewasperformedbyenergydispersiveX—rayspectrometer(EDX)．TheresultsshowedthatwhenthefiltermediumwasBSA，thelinearcorrelationcoeficient(t-t／V)was0．9940．Thus．themaintypeofthemembranefoulin