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卷式超滤膜在蓝藻收集中的应用

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第5卷第8期环境工程学报Vol．5，No．82011年8月ChineseJournalofEnvironmentalEngineeringAug．2011

卷式超滤膜在蓝藻收集中的应用

许鹏成1，2柴天2傅海燕2黄国和2*严滨2刘智峰3

张明真1，2赵坤1，2侯明1，2

（1．华北电力大学能源与环境研究院，区域能源系统优化教育部重点实验室，北京102206；2．厦门理工学院环境工程系，厦门361024；3．湖南大学环境科学与工程学院，长沙410082）

摘要利用微孔滤布-卷式超滤膜组合工艺，构建蓝藻收集中试系统，用于处理高藻期富营养化水体。考察了高藻期该工艺的蓝藻收集效率、膜通量变化及膜污染状况。结果表明，该组合工艺在进水泵频率40Hz，进水压力0.2MPa的条件下，定期排蓝藻浓缩液实验和蓝藻连续浓缩实验的蓝藻截留率均能达到95%以上；6d后定期排蓝藻浓缩液实验最低通量稳定在120L/h，连续浓缩实验最低通量稳定在60L/h；蓝藻截留率随进水蓝藻浓度的升高而增大，膜通量随着进水浓度的升高而降低；实验期内蓝藻未对该超滤膜造成不可逆污染，利用含酶清洗剂清洗，通量恢复到初始通量的94%。关键词富营养化水体净化卷式超滤膜除藻清洗

中图分类号X524文献标识码A文章编号1673-9108（2011）08-1739-06

Applicationofspiralultrafiltration（UF）membranes

incyanobacteria-collection

XuPengcheng1，2ChaiTian2FuHaiyan2HuangGuohe2YanBin2LiuZhifeng3

ZhangMingzhen1，2ZhaoKun1，2HouMing1，2

（1．ResearchAcademicofEnergyandEnvironmentalStudies，MOEKeyLaboratoryofRegionalEnergySystemsOptimization，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China；2．DepartmentofEnvironmentalEngineering，XiamenUniversityofTechnology，Xiamen361024，China；3．CollegeofEnvironmentalScience＆Engineering，HunanUniversity，Changsha410082，China）

AbstractApilotplantwithcombinationprocessesofmilliporefilterclothandspiralUFmembrancewasusedtocollectcyanobacteriafromtheeutrophicwater．Theefficiencyofcyanobacteria-collection，membranefluxandmembrancefoulingweremainlystudied．Theresultsshowedthatthecyanobacteriaremovalratesforperiodi-calcyanobacteriathickeningexperimentandcontinualcyanobacteriathickeningexperimentwerebothhigherthan95%withpumpfrequencyupto40Hzandwaterpressureupto0．2MPa；and6dayslater，thelowesteffusionfluxoftheformerexperimentkeptstableat120L/h，thenthelatteroneat60L/h．Theresultsalsoshowedthatthecyanobacteriaremovalratebecamelargerwiththeincreaseofthefeedcyanobacteriaconcentration，butthemembranefluxgotsmallerwithitsincrease．Membranefoulingcausedbycyanobacteriacouldbeeliminatedintheexperiment．Andthedetergentcontainingenzymehadgoodabilitytocontrolmembranefouling．ThefluxoftheUFmembranewashedbydetergentcontainingenzymecouldstillreachashighas94%ofthatoftheoriginalUFmembrane．Keywordseutrophication；watertreatment；spiralultrafiltration（UF）membranes；algaecontrol；clean-ing

基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2009ZX07104-004）；厦门市科技计划项目（3502Z20093040）收稿日期：2010－11－19；修订日期：2011－02－22作者简介：许鹏成（1987～），男，硕士研究生，主要从事水污染控制理论与技术研究。E-mail：xupc09@163．com*通讯联系人，E-mail：huangg@uregina．ca随着工业化与城市化的发展，环境污染加剧，大

量氮、磷等有机污染物进入水体，造成地表水藻类大

量繁殖，形成水华或赤潮，并且藻细胞能释放微囊藻

毒素等大量有害物质，对人体健康及水生生物生存

造成严重威胁［1］。目前，藻类的去除方法很多，大

致可分为物理法、化学法、生物法及组合工艺法

等［2，3］。近年来，机械除藻一直备受人们关注［4］，膜技术越来越广泛地被应用到机械除藻领域［5，6］。膜

去除藻类有其独特的优势，膜可利用膜孔的大小选环境工程学报第5卷

择性地截留水中各种杂质，由于藻的尺寸远大于膜

孔孔径，因此膜对藻类的截留率较高［7］。超滤技术

是目前保障饮用水微生物安全性较为有效技术，以

其透膜压力低，分离效果好、效率高，膜污染、极化现

象比其他膜过程轻微的优势，成为当前水处理应用

的新趋势［8-10］。卷式超滤膜作为一种快速、应急的

机械除藻措施，其除藻效能的研究国内鲜见报道。

课题组从优化卷式超滤中试系统操作条件的角度，

在常温下对除藻机清洗周期、浓缩时间、藻液初始浓

度与膜通量、藻类截留率的关系进行考察，对卷式超

滤膜在蓝藻截留领域的应用效果和卷式超滤稳定运

行的工作条件进行了研究和探讨，同时对膜污染与

清洗方式进行初步探讨，旨在为卷式超滤膜在蓝藻

收集中的应用提供可行性依据。

1实验装置与方法

1.1实验地点及背景介绍

本实验地点设在厦门市埭辽水库，水库周围工

业园区和生活小区混杂，污水直接排入水库，导致氮

磷含量极高，造成蓝藻大量繁殖，水体发绿发臭，水

体中含有大量鱼腥藻、铜绿微囊藻等蓝藻，属于重富

营养化，实验期内水温稳定在25～30℃，pH变化范

围为5～8，总氮为6.5～7.3mg/L，总磷为0.3～

0.5，COD为200～300mg/L，叶绿素a含量为100～

900mg/m3，水质条件满足作为除藻机中试实验水

体的基本要求。

1．2实验装置

卷式超滤膜设备由厦门市天泉鑫膜科技有限公

司提供。实验采用卷式超滤膜，膜材料为聚酰胺，膜

有效面积为4m2。该卷式超滤膜采取宽流道，从卷

式膜端口处进水，与透析液出水方向呈90°，加速了

膜表面液体错流速度，能较大程度减少膜污染。卷

式超滤膜除藻机主要原理是利用精制的微孔滤布进

行预处理，截留水中悬浮物及部分蓝藻等污染物质，

过滤过程中蓝藻在滤布表面形成动态滤膜，提高了

滤布对污染物质的截留能力，然后再通过卷式超滤

膜组件的作用，进一步截留蓝藻及其他污染物质。

实验装置工艺流程如图1所示，首先原水通过潜污

泵抽至集水桶中，集水桶中水通过抽吸泵的作用透

过滤布，滤液在压力的驱动下进入超滤卷式膜组件，

进行进一步净化处理，膜组件的透析出水进入清水

收集器。膜的截留液又回流到集水桶中，蓝藻在桶

内不断富集。当蓝藻浓缩液达到一定浓度后，即可

打开集水桶下方的排污阀，排出浓缩液，进行后续

处理

。图1卷式超滤膜设备除藻工艺流程图Fig．1ProcessofspiralUFmembranesequipmentforcyanobacteria-collection

1．3实验方法

实验中除藻设备进水压力保持0.2MPa，进水

泵抽吸频率保持40.00Hz。为考察该卷式超滤膜

除藻设备运行的稳定性及其膜污染状况，进行如下

实验。

1．3．1定期排放浓缩液实验

卷式超滤膜蓝藻收集设备每天连续工作10h

后排出浓缩液，并用清水进行简单回流清洗，第2天

继续进行实验，连续工作6d。实验中每隔1h监测

出水通量，进出水及蓝藻浓缩液中蓝藻浓度。

1．3．2连续浓缩实验

设备每天连续工作10h，中途不排放浓缩液，连

续浓缩实验，提高集水桶中藻浓度，直至集水桶里液

体呈半粘稠状排出浓缩液并对膜进行清洗，连续工

作6d。实验中每隔1h监测出水通量，进出水及蓝

藻浓缩液中蓝藻浓度。

1．3．3保持通量排放浓缩液实验

根据定期排放浓缩液实验和连续浓缩实验的经

验，当出水通量降到140L/h时，排出集水桶中1/3

的浓缩液，增大进水，维持回流液集水桶内的液位，

观察出水通量的变化。随后平均2～3h排浓缩液

一次，直到排除浓缩液对出水通量恢复无显著效果

时，停止实验并对膜进行清洗。实验中每隔1h监

测出水通量，排浓缩液前后检测进出水及蓝藻浓缩

液中蓝藻浓度变化。

1．3．4进水蓝藻浓度对超滤效果的影响实验

实验前先对水库中叶绿素a浓度进行检测，选

取不同含藻浓度的湖水进行实验。通过控制进水叶

绿素a浓度来考察浓度的变化对膜超滤效果的影

响，对照其出水通量及叶绿素a截留率。除藻设备

在每种富营养化水体下均连续工作10h后排除浓

缩液，并对膜进行清洗。

1．3．5超滤膜清洗实验

当进水初始通量下降到200L/h以下时，采用0471

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环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用李博威

环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用李博威

环保工程水处理过程中的超滤膜技术应用 李博威

发布时间：2023-07-18T04:32:10.062Z 来源：《中国科技信息》2023年9期 作者： 李博威

[导读] 为应对人均淡水资源较低的问题，需要开展环保工程水处理工作，使水资源的利用率能显著提高。目前主要是利用净化、沉淀等方式来对水资源进行净化处理，但随着水资源污染的逐步严重，对于水资源的净化处理有了更高的要求。超滤膜技术是基于传统技术的升

级，来提升水处理的效率和效果。相关部门应结合实际来加强环保工程水处理中超滤膜技术的应用和研究，从而促进水处理工作开展。

身份证号：34128119940601xxxx

摘要：为应对人均淡水资源较低的问题，需要开展环保工程水处理工作，使水资源的利用率能显著提高。目前主要是利用净化、沉淀

等方式来对水资源进行净化处理，但随着水资源污染的逐步严重，对于水资源的净化处理有了更高的要求。超滤膜技术是基于传统技术的

升级，来提升水处理的效率和效果。相关部门应结合实际来加强环保工程水处理中超滤膜技术的应用和研究，从而促进水处理工作开展。

关键词：环保工程；水处理；超滤膜技术；应用

随着环境工程建设的逐渐完善，环境净化技术也随之得到推广，并得到不断创新，例如水处理中的超滤膜技术，对减少环境污染具有

重要作用。而随着环保执法力度的不断加大，在水环境处理过程中，相关人员应采取科学方式回收污水、净化污水，使其能够满足人们的

饮水标准，从而为人们生活水平的提高奠定良好的基础。

1超滤膜技术的概述

超滤膜技术在水处理中应用广泛，在环保工程水处理工作中，超滤膜技术的作用在于对水体中的污染物和杂质进行过滤，使得水体过

滤的质量显著提高，达到环保工程水处理工作的要求。超滤膜技术的特点主要包括以下几个方面：首先，超滤膜技术具备了很好的耐受

性，工作温度最高能达到150℃，为杀菌消毒工作创造了良好的条件。超滤膜技术可以在某个pH值范围内正常发挥作用，但是在强碱或强酸

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

超滤膜技术是一种先进的膜技术，它可以有效地去除水中的杂质和微生物，广泛应用于环境工程水处理领域。本文将阐述超滤膜技术在环境工程水处理中的应用。

一、超滤膜技术的原理

超滤膜技术是利用高分子膜对水进行过滤的一种技术，其过滤孔径一般在0.01微米到0.1微米之间。当水通过超滤膜时，膜表面会截留大部分水中的微生物、颗粒物、胶体等杂质。超滤膜技术的主要机理包括截留、筛分、反渗透和离子交换等过程。

1.海水淡化

海水淡化是一种重要的水资源开发方式，而超滤膜技术则是海水淡化过程中必不可少的技术。通过使用超滤膜技术，可以有效地去除海水中的杂质和微生物，从而实现海水的淡化。

2.污水处理

3.工业废水处理

工业废水中含有大量的有机物、无机盐及其它化学物质，如果不进行处理就会对环境造成很大的污染。而采用超滤膜技术进行工业废水处理，可以有效地去除水中的有机物和无机盐，减少工业废水的污染物排放。

饮用水的水质直接关系到人们的身体健康，而超滤膜技术则可以有效地去除饮用水中的有害物质和微生物，保障饮用水的质量和安全。

5.游泳池水净化

游泳池水中含有大量的微生物和有机物，如果不进行处理则容易导致人们的健康问题。而利用超滤膜技术对游泳池水进行净化，可以有效地去除水中的微生物和有机物，使游泳池水更加清洁、卫生。

1.高效性：超滤膜技术可以去除水中的微生物和杂质，净化水质，提高处理效率。

2.适应性：超滤膜技术可以处理不同类型的水源，如淡水、海水、污水、工业废水等。

3.节能环保：超滤膜技术不存在化学药品的使用，不会对环境造成污染，同时也减少了能源的消耗。

4.维护成本低：超滤膜技术运行稳定，使用寿命长，维修保养成本低。 综上所述，超滤膜技术在环境工程水处理中的应用十分广泛，它的高效性、适应性、节能环保和维护成本低等优点，使其成为现代水处理领域不可或缺的重要技术之一。

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用 2

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用 2

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

【摘要】

超滤膜技术在环境工程水处理中发挥着重要作用。本文通过介绍超滤膜的工作原理，探讨超滤膜在废水处理、饮用水处理、海水淡化和水资源回收利用中的应用。超滤膜能够有效去除悬浮物、细菌和病毒等污染物，提高水质，保障人类健康。未来，超滤膜技术有望在环境工程领域得到更广泛的应用和推广。超滤膜技术在环境工程水处理中的重要性不可忽视，对于解决水资源紧缺和环境污染问题具有重要意义。

【关键词】

超滤膜技术、环境工程、水处理、废水处理、饮用水处理、海水淡化、水资源回收利用、发展方向、重要性、总结。

1. 引言

1.1 超滤膜技术在环境工程水处理中的应用

随着社会经济的发展和人口的增加，水资源变得越来越稀缺，同时水污染问题也日益严重。环境工程水处理中的超滤膜技术因其高效、节能、环保等优点，逐渐成为重要的水处理技术之一。超滤膜技术利用微孔大小在0.01-0.1微米的超滤膜对水进行过滤和分离，能有效去除水中的悬浮固体、胶体、微生物等污染物，保证水质达到国家标准。 在废水处理中，超滤膜技术可以有效地去除有机物、重金属离子、颗粒物等污染物，使废水经过处理后可以得到再利用，降低了对环境的污染。在饮用水处理中，超滤膜技术可以有效去除水中的有害物质，确保饮用水的安全和健康。在海水淡化和水资源回收利用中，超滤膜技术可以提高水资源的利用率，解决水资源短缺问题。

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用越来越广泛，对改善水质、保护环境、实现可持续发展具有重要意义。未来，我们可以进一步优化超滤膜技术，提高处理效率和稳定性，推动其在环境工程水处理中的应用。超滤膜技术在环境工程水处理中的应用将会成为未来水处理领域的重要发展方向。

2. 正文

2.1 超滤膜的工作原理

超滤膜技术在环境工程水处理中的应用日益广泛，为了更好地理解其应用，我们首先要了解超滤膜的工作原理。

探讨环保工程水处理的超滤膜技术应用

探讨环保工程水处理的超滤膜技术应用

探讨环保工程水处理的超滤膜技术应用

随着环境污染问题日益严重，水资源的保护和治理已经成为全球性的问题。作为水处理领域的一种重要技术，超滤膜技术因其高效、节能、环保等优势而备受关注。本文将探讨环保工程中超滤膜技术在水处理领域的应用，以及其在环保工程中的重要意义。

一、超滤膜技术概述

超滤膜技术是指利用超滤膜对水中的溶解性有机物、胶体颗粒、微生物等进行截留和分离的过滤技术。超滤膜的孔径通常在0.01微米至0.1微米之间，在保留水中有害物质的能够有效去除悬浮物、胶体颗粒、细菌和病毒等微生物污染物质。基于超滤膜的微孔结构，其过滤效果比常规过滤技术更加彻底和高效。超滤膜具有较高的物理和化学稳定性，能够适应多种水质条件下的运行，并且更容易实现自动化操作和长时间稳定运行。

二、超滤膜技术在环保工程中的应用

1. 污水处理

超滤膜技术在污水处理中起到了至关重要的作用。通过超滤膜技术处理后的水质清澈透明，去除了难以分解的有机物、氨氮、磷、重金属等有害物质，符合排放标准，能够实现水资源的再利用。在城市污水处理厂、工业废水处理厂等领域得到了广泛应用。

2. 饮用水净化

对于饮用水净化而言，超滤膜技术可以有效去除水中的细菌、病毒、有机物等有害成分，保障了饮用水的安全和卫生。特别是在一些地区水资源匮乏、水质不佳的情况下，超滤膜技术能够为居民提供清洁、健康的饮用水。

3. 海水淡化

海水淡化是指将海水中的盐分和有害物质去除，将其转化为可供生活和生产使用的淡水。而超滤膜技术在海水淡化领域的应用，可以高效去除海水中的盐分和微生物，提高淡化水质，并减少对环境的影响，并且可以配合反渗透技术，实现更高效的海水淡化。

4. 污泥脱水

污泥是污水处理过程中产生的有机物质和固体颗粒，通过超滤膜技术可以将污泥中的水分和有害物质进行有效分离和脱水，减少了污泥的体积和重量，便于后续处置和资源化利用。