论文摘要
本文主要考察了恒流运行模式下水力操作条件（在线水力冲洗压力、冲洗时间、回收率、过滤周期、膜透水通量和联合清洗方式等）、两种膜材料以及环境水质条件(Ca2+、离子强度、pH值等)对超滤水处理过程的影响，并采用膜结构模型与膜污染机理模型对相应超滤过程进行了评价和分析，得出了影响参数变化的主要操作条件，优化了恒流超滤过程的运行条件。得出的主要结论如下。（1）在反冲洗+表面快洗的条件下用PSf膜进行恒流超滤试验，结果发现增加反冲洗压力和反洗时间、减小膜透水通量、回收率和缩短清洗周期以及降低快洗压力均可起到减缓跨膜压差增加、抑制膜污染的作用。而反冲洗压力与快洗时间的变化对缓解膜污染没有明显的影响，只有在膜过滤后期略有效果。同时研究发现，水力条件变化基本不影响有机污染物的去除率。（2）试验结果表明最佳在线水力联合清洗方式为“快洗+反冲洗+快洗”。对于减轻跨膜压差的增加速率，采用“快洗+反冲洗+快洗”清洗方式的效果要优于使用“快洗+反冲洗”或“反冲洗+表面快洗”，而且反冲洗前的快洗的清洗效果不明显，而反洗后再加快洗则可以得到较好的清洗效果。（3）聚砜膜在恒流超滤中要比聚丙烯腈膜过程的污染程度小，尤其在高通量的情况下效果明显，而且原水经聚砜超滤膜（切割分子量为10万Da）处理后的截留率要小于经聚丙烯腈（切割分子量为3万Da），这主要因为经聚丙烯腈膜过滤用的原水小分子有机物相对较多以及聚丙烯腈膜的膜孔吸附也较大。（4）增加水中Ca2+浓度，增大溶液离子强度，以及降低pH值均能增大跨膜压差的增加速率；增加水中Ca2+浓度和降低pH值的效果较明显。Ca2+、离子强度变化基本不影响有机污染物的去除率，而pH值的升高降低了膜对水中有机污染物的去除率。（5）采用超滤膜结构参数模型和膜污染机理模型对不同水力操作条件和环境水质条件的超滤过程进行了模型模拟，发现两种模型基本能较好地模拟恒流超滤过程。超滤过程中膜平均孔径变化系数和膜孔密度变化系数以及膜污染机理模型中的滤饼层过滤系数和膜孔吸附系数拟合结果进一步表明以上主要试验结论，其中膜平均孔径变化系数和膜孔吸附系数同时能解释内部污染原因，膜孔密度变化系数和滤饼层过滤系数也同时可以解释外部污染原因。