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第1章 概述 1

1.1 膜分离技术分类与特点 1

1.1.1 膜分离技术分类 1

1.1.2 膜分离技术特点 2

1.2 膜技术在水处理领域中的应用 2

1.2.1 膜技术在给水领域中的应用 2

1.2.2 膜技术在废水领域中的应用 3

1.3 膜污染的概念与分类 5

1.3.1 膜污染概念 5

1.3.2 膜污染分类 6

1.4 Darcy定律与膜污染模型 6

1.4.1 Darcy定律和污染阻力 6

1.4.2 膜污染模型 7

1.5 膜材料与膜污染表征方法 11

1.5.1 膜材料表征方法 11

1.5.2 膜污染表征方法 16

第2章 膜生物反应器膜污染过程特征 29

2.1 MBR小试装置中膜污染过程特征 29

2.1.1 工艺特征与运行条件的设置 29

2.1.2 跨膜压差的变化 30

2.1.3 各运行阶段膜污染特征分析 32

2.1.4 各运行阶段膜污染模式的探讨 40

2.2 MBR实际工程中膜污染过程特征 42

2.2.1 工艺特征 42

2.2.2 跨膜压差的变化 42

2.2.3 各运行阶段膜污染特征分析 43

2.3 膜污染过程特征总结 47

第3章 膜生物反应器混合液特性与膜污染潜势 48

3.1 混合液性质的表征方法 48

3.1.1 混合液性质的分类 48

3.1.2 混合液部分理化性质的测定方法 49

3.1.3 混合液膜污染潜势的评价方法 52

3.1.4 上清液膜污染潜势的评价方法 52

3.2 MBR运行过程中混合液性质的变化特征 53

3.2.1 工艺特征 53

3.2.2 混合液组成性质的变化特征 54

3.2.3 混合液结构性质的变化特征 57

3.2.4 混合液功能性质的变化特征 58

3.2.5 混合液生物学性质的变化特征 60

3.3 MBR处理城市污水工程应用中混合液的理化特性 63

3.3.1 MBR城市污水处理工程的基本概况及样品采集 63

3.3.2 混合液环境指标与污泥性质 65

3.3.3 上清液有机物的主要组成和浓度 67

3.3.4 上清液有机物的相对分子质量和亲疏水组成分布 68

3.3.5 上清液的荧光性质 69

3.3.6 与中小试研究的比较和讨论 72

3.4 MBR混合液膜污染潜势及其主要影响因素 74

3.4.1 混合液样品来源及性质指标测定 74

3.4.2 混合液各项性质与膜污染潜势之间的关系 75

3.4.3 影响混合液膜污染潜势的主要因素识别 82

3.4.4 混合液膜污染潜势主要影响因素的回归分析 83

3.5 MBR上清液膜污染潜势及优势污染物 83

3.5.1 上清液不同组分的分离 83

3.5.2 处理城市污水MBR上清液的膜污染潜势及优势污染物 84

3.5.3 处理焦化废水MBR上清液的膜污染潜势及优势污染物 89

3.5.4 处理城市污水MBR实际工程中上清液的膜污染潜势 95

第4章 膜生物反应器膜污染控制技术及其机理 97

4.1 投加混凝剂对混合液膜过滤性的调控效果 97

4.1.1 混凝剂种类与评价方法 97

4.1.2 混凝剂种类与投加量对混合液膜过滤性的影响 98

4.1.3 投加混凝剂改善混合液膜过滤性的机理 100

4.1.4 投加聚合硫酸铁对MBR长期运行中膜污染的控制 106

4.2 投加氧化剂对混合液膜过滤性的调控效果 116

4.2.1 评价方法 116

4.2.2 氧化剂种类与投加量对混合液膜过滤性的影响 117

4.2.3 投加氧化剂改善混合液膜过滤性的机理 118

4.2.4 投加臭氧对MBR长期运行中膜污染的控制 126

4.2.5 投加臭氧与投加聚合硫酸铁的比较 135

4.3 投加粉末活性炭对混合液膜过滤性的调控效果 135

4.3.1 评价方法 136

4.3.2 粉末活性炭投加量对临界通量的影响 136

4.3.3 连续运行时投加粉末活性炭对膜污染的影响 138

4.3.4 粉末活性炭作用机理分析 139

4.3.5 污泥比阻与混合液膜过滤性能的相关性 141

4.4 水动力学措施对泥饼层膜污染的控制 142

4.4.1 悬浮颗粒在膜表面的沉积条件 142

4.4.2 工艺特征与试验方法 143

4.4.3 膜间液体上升流速模型 145

4.4.4 运行条件对膜污染发展速度的影响 151

4.5 投加悬浮载体对泥饼层膜污染的控制 155

4.5.1 评价方法 155

4.5.2 悬浮载体对膜污染控制效果的初步考察 156

4.5.3 悬浮载体在MBR中的作用机理分析 158

4.5.4 悬浮载体适用条件的优化 161

4.5.5 悬浮载体对膜污染过程的理论分析 163

4.6 膜污染在线清洗 166

4.6.1 评价方法 166

4.6.2 长期运行中的膜污染特征 168

4.6.3 在线膜污染清洗措施的综合评价 174

4.6.4 在线化学清洗去除膜污染的作用机理分析 178

4.6.5 在线化学清洗对出水水质的短期影响 183

4.7 在线超声对膜污染的控制 183

4.7.1 工艺特征 184

4.7.2 在线超声对跨膜压差变化的影响 184

4.7.3 在线超声对膜污染层阻力构成和形貌的影响 185

4.7.4 在线超声对混合液性质的影响 187

4.7.5 在线超声对污染物去除效果的影响 191

4.8 各种膜污染控制方法的比较 192

第5章 二级出水臭氧-微滤工艺膜污染及其控制机理 194

5.1 二级出水水质特征 194

5.1.1 二级生物处理工艺及其出水特性概述 194

5.1.2 研究方法 195

5.1.3 溶解性有机物 196

5.1.4 悬浮颗粒物 205

5.1.5 细菌含量 207

5.2 二级出水直接膜过滤过程中膜污染特性 208

5.2.1 研究方法 208

5.2.2 二级出水及EfOM的微滤特性 211

5.2.3 EfOM不同亲疏水性组分的微滤特性 214

5.2.4 SMP及其模型组分的微滤特性 222

5.2.5 不同种类有机物在膜表面的污染特性 227

5.2.6 SMP/NOM混合溶液中SMP的含量与其微滤膜污染的关系 230

5.2.7 有机物在微滤过程中形成膜污染的机理 231

5.3 二级出水臭氧-微滤过程中有机物污染特性 236

5.3.1 研究方法 236

5.3.2 预臭氧化对有机物溶液微滤特性的影响 239

5.3.3 EfOM及其组分的预臭氧化 241

5.4 二级出水臭氧-微滤过程中颗粒物污染特性 253

5.4.1 研究方法 254

5.4.2 二级出水微滤过程中颗粒物污染 256

5.4.3 臭氧对颗粒物的作用及对其在微滤中形成的污染的影响 262

5.5 臭氧-微滤工艺处理细菌悬浊液的研究 269

5.5.1 研究方法 270

5.5.2 大肠杆菌悬浊液的微滤特性 271

5.5.3 预臭氧化对大肠杆菌悬浊液微滤过程中膜污染的影响 272

5.5.4 臭氧对大肠杆菌的溶胞作用 274

5.5.5 臭氧化对细菌细胞表面特性的影响 276

5.6 处理二级出水的臭氧-微滤工艺参数预测模型研究 277

第6章 膜法给水处理工艺膜污染特征与清洗 279

6.1 混凝-微滤组合工艺膜污染特征与清洗 279

6.1.1 研究方法 279

6.1.2 连续运行过程中膜过滤性能的变化 280

6.1.3 操作条件对C-MF工艺膜过滤性能的影响 283

6.1.4 膜面污染物形貌分析 285

6.1.5 膜污染清洗 288

6.2 膜生物反应器组合工艺膜污染特征与清洗 293

6.2.1 研究方法 294

6.2.2 膜污染特征 295

6.2.3 膜污染清洗 298

参考文献 305