摘要：陶瓷膜凭借其机械强度高、化学稳定性好等优点,近年来在油田采出水处理领域得到了广泛的应用。针对陶瓷膜处理油田采出水膜污染控制这一核心问题,采用小试实验与模型分析相结合的方法,深入开展了陶瓷膜处理系统运行控制优化的研究,结合微观表征,阐明了陶瓷膜处理油田采出水膜污染机理。结果表明,陶瓷膜处理油田采出水最佳运行控制工况为:初始膜通量80 L·(m^(2)·h)^(-1),过滤时间10 min,反冲洗时间30 s,曝气强度3 L·min^(-1);此条件下陶瓷膜可保持平均膜通量27.82 L·(m^(2)·h)^(-1)。原水和污染层的表征结果表明,胺类或酰胺类、烃类、羧酸类、芳香族、醇类等有机物化合物是造成陶瓷膜污染的主要有机物,Si、Fe、Ca、Mg、Ba等无机盐离子也是膜污染的重要组成部分;过滤过程中膜孔内阻力和凝胶层阻力对陶瓷膜膜污染形成起主导作用。

摘要：实现膜污染有效控制是充分发挥陶瓷膜在废水处理及回用领域适用性的关键。为此,构建了平板陶瓷膜反应器,针对性地开展了平板陶瓷膜处理市政污水二级出水运行优化控制与膜污染机制分析研究。结果表明,通过四因素三水平正交实验,得出本实验条件下最佳运行控制工况为:蠕动泵转速200 r·min^(−1)(对应初始膜通量200 L·(m^(2)·h)^(−1))、过滤时间10 min、水力反冲时间30 s、间歇运行时间2 min;在此运行工况下,平板陶瓷膜可保持平均膜通量43.08 L·(m^(2)·h)^(−1)以上稳定运行16 d(384 h),期间系统出水浊度、色度、COD等水质指标稳定满足《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)标准要求;原水和膜污染层元素及官能团对比表征结果表明,脂肪族类、酰胺类、无机硅化物类以及无机金属离子是造成膜污染的主要污染物,而凝胶层阻力则对平板陶瓷膜膜污染形成起主导作用。

摘要：陶瓷膜凭借机械强度高、化学稳定性好、不易受到微生物侵蚀等优点,在油田采出水处理领域应用广泛。然而膜污染的问题制约了其发展,为此进行了膜清洗方法的研究。发现物理清洗对污染膜的清洗效率较低,通量恢复率低于40%。筛选了氧化剂、表面活性剂、强酸、强碱等四个类型的清洗剂,发现不同类型清洗剂中硝酸、氢氧化钠对膜的通量恢复率最高,分别为83%、49.5%。进行组合式化学清洗方案的开发,研究了药剂浓度对通量恢复率的影响,最终筛选出“2%氢氧化钠+2%硝酸”的清洗方案。在长期运行发现该方法的通量恢复率稳定在92%~100%,且陶瓷膜本身的过滤性能正常。对比污染膜和清洗后膜的SEM和EDS,发现膜表面污染层主要由有机物和无机金属元素组成,该清洗方案能对其进行有效的去除,且没有破坏膜结构。接触角的测定结果表明化学清洗提高了膜的亲水性,增加了膜的抗污能力。