膜法水处理实验

膜法水处理实验

一、目的与要求

1.1 了解膜分离技术的原理及工艺流程；

1.2 了解膜分离技术在水处理中的应用情况。

二、原理

膜分离技术是一项高新技术，应用领域十分广阔，目前已广泛应用于水处理、电子、食品、环保、化工、冶金、医药、生物、能源、石油、仿生等领域。

膜分离技术在水处理中的应用主要有：水的深度处理（纯水的制备、直饮水等）；废水回用；造纸废水、染料工业废水、含油废水、乳化油废水、电镀废水、食品工业废水等工业废水的处理膜分离技术是一大类技术的总称。和水处理有关的主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理载留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。在压力驱动下，尺寸较小的物质可以通过纤维壁上的微孔到达膜的另一侧，而尺寸较大的物质则不能透过纤维壁而被截留，从而达到筛分溶液中不同大小组分的目的。

表1 几类分离技术及其分离特性

表1显示了水中各种种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法。反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐；而超滤则可以去除病毒、大分子物质、胶体等；微滤一般能够去除水中的细菌、灰尘，具有很好的除浊效果。这些都是传统的过滤（如砂滤、多介质过滤等）无法实验的。因此，使用超滤或者微滤替代传统的混凝、过滤，为下游反渗透膜提供最大限度的保护，成为近些年来的一个技术热点。

膜的分类：按孔径大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等；按膜材料分为无机膜、有机膜；按膜组件的形式分为卷式膜、管式膜、平板膜、中空纤维膜等。

膜分离技术中存在的主要问题是膜的污染和浓差极化。膜污染主要是由于处理物料中的微粒、胶体、微生物或大分子与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附和沉淀造成膜孔径变小或堵塞，使膜通量和膜的分离特性产生不可逆变化的现象。浓差极化是指被截留的溶质在膜表面处积聚，其浓度会逐渐升高，在浓度梯度的作用下，及近膜面的溶质又以相反方向向料液主体扩散，平衡状态时膜表面形成一溶质分布边界层，对溶剂等小分子物质的运动超阻碍作用。

三、实验设备及材料

3.1 实验仪器及材料：2100N浊度仪；细菌测试卡；取样瓶；1ml刻度吸管；酒精灯等。

3.2 实验设备及工艺流程

四、实验步骤

4.1 按设备操作说明，运行设备半个小时以上，分别取微滤和超滤出水样。

4.2 分别测水样的浊度及细菌总数。

膜法污水深度处理操作说明

1. 打开阀门1、2、5、12（1、2、5、7、10），其余各阀门关闭，开启原水泵，调节砂滤器进水流量为0.5m3/h。

2. 经过一段时间后，待原水箱水位达到一定值时，打开阀门13、14、15、17、18、19、20、21及电磁阀；开启增压泵，调节阀门15，使压力表读数为0.1Mpa，调节17、18、19使超滤进水为0.5m3/h；左右；调节20、21，使超滤出水与浓缩液的流量比为3：1。在运行过程中，超滤出水流量逐渐减小，压力逐渐升高。当压力表读数为0.12Mpa要进行化学冲洗。

3. 砂滤器的反冲洗。打开阀门3、4、24、25、13、14、22、23；关闭阀门2、5、6、7、8、9、10、11、15、16，开启增压泵和清水泵反冲洗，每天一次。

4. 炭滤器的反冲洗。打开阀门8、9、25；关闭阀门6、7、10、24，关闭砂滤器所有阀门，开启增压泵反冲洗，每二个星期一次。

5. 超滤膜组件的冲洗。打开16、22、23；关闭15，24；保持17、18、19、20、21、22电磁阀为运行时的状态。开启清水泵进行快速冲洗4分钟，每30分钟一次。

在压力升高到0.12Mpa时进行化学冲洗，清洗剂可选用次氯酸纳，浓度为300~500mg/L，方法与水力冲洗相同，历时90分钟。

细菌总数测试片使用说明

Petrifilm Aerobic Count（AC）测试片为预先制备好的培养基系统，它含有标准方法的营养基，和一种冷水可溶性的凝胶剂和一种指示剂，利于菌落计数。Petrifilm AC测试片用于细菌总数测定。

使用步骤：

1.将测试片置于平坦表面处，揭开上层膜。

2.使用吸管将1mL样液垂直滴加在测试片中央处。

3.允许使上层膜直接落下，切勿向下滚动上层膜。

4.使用压板隆起面朝下，放置在上层膜中央处。

5.轻轻的压下，使样液均匀覆盖于圆形培养面积上，切勿扭转压板。

6.拿起压板，静置至少1分钟以使培养基凝固。

7.测试片的透明面朝上，可堆叠至多不能超过20片，对有一定湿度培养箱能保持最

少水分损失是需要的。

8.可目视及用标准菌落计数器或其它的照明放大镜计数，并可参考判读卡计算菌落

数。

9.可以分离菌作进一步鉴定，即掀起上层膜，由培养胶上挑取单个菌落。培养方法：

置于培养箱内，在32±1℃培养48h。