超濾過程的抽停時間比是什麼

1. 超濾是什麼

超濾技術

超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在20－1000A°之間。中空纖維超濾器（膜）具有單位溶器內充填密度高，佔地面積小等優點。

在超濾過程中，水深液在壓力推動下，流經膜表面，小於膜孔的深劑（水）及小分子溶質透水膜，成為凈化液（濾清液），比膜孔大的溶質及溶質集團被截留，隨水流排出，成為深縮液。超濾過程為動態過濾，分離是在流動狀態下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積，超濾速率衰減到一定程度而趨於平衡，且通過清洗可以恢復。

筆者查找到資料表明超濾技術在制葯工業、醫療、食品、生物工程、電子、化工、環保等行業中都有廣泛的應用。

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《超濾技術與應用》
價格: ￥38.00元
出版/發行時間: 2004-03-01
出版社: 化學工業出版社
叢書名: 膜分離技術與應用叢書
作者: 華耀祖
ISBM: 7-5025-5107-7
版次: 1
開本: 1/16
頁數: 357

本書介紹超濾技術的基本知識、基本原理和工業應用。
全書共9章。第1-3章介紹了超濾膜的基本概念、結構、性質、性能表徵及制備方法。第4-8章介紹超濾膜的工業化應用及研究，包括操作控制、過程設計，操作條件的選擇優化及提高超濾效率的途徑等。第9章重點介紹了超濾技術在水處理、化工、輕工、食品、制葯、環保及生物工程等領域的應用。 本書可供化工、石油化工、輕工、環保、醫葯等行業涉及超濾膜的研究開發、使用的研究人員、設計人員、操作人員、管理人員閱讀，也可供大專院校師生參考。

目錄: 第一章 導論
第二章 超濾膜
第三章 膜結構和膜性質的表徵
第四章 超濾硬體
第五章 過程設計
第六章 濃差極化
第七章 污染和清洗
第八章 提高通量的途徑
第九章 應用

出版社-化學工業出版社

2. 反滲透和超濾有什麼區別

1.UF（超濾）

UF能截留0.002~0.1微米之間的顆粒和雜質，UF膜允許小分子物質和溶解性固體（無機鹽）等通過，但將有效阻擋住膠體、蛋白質、微生物和大分子有機物，用於表徵UF膜的切割分子量一般介於1，000~100，000之間，RO膜兩側的運行壓力一般為0.2~7bar。

2.RO（反滲透）

RO是最精密的膜法液體分離技術，它能阻擋所有溶解性鹽及分子量大於100的有機物，但允許水分子透過，醋酸纖維素RO膜脫鹽率一般可大於95%，RO復合膜脫鹽率一般大於98%。它們廣泛用於海水及苦成水淡化，鍋爐給水、工業純水及電子級超純水制備，飲用純凈水生產，廢水處理及特種分離等過程，在離子交換前使用RO可大幅度地降低操作費用和廢水排放量。RO膜的運行壓力，當進水為苦鹹水時一般大於5bar，當進水為海水時，一般低於84bar。

一、處理細菌效果不同

由於反滲透膜的孔徑更為狹小，能夠對水中的雜質和細菌數量得到有效的控制。反滲透膜處理過的水菌落總數比超濾膜凈化後的菌落總數少許多，因此反滲透膜處理水中細菌的能力要比超濾膜性能更為優越。

二、凈化後的水使用方向不同

常情況下反滲透膜凈化後的水分為兩種，一種純水可供飲用，一種濃水可供洗滌使用。使用超濾凈水器凈化的水通常只能做洗滌用水，其水質不符合飲用水的標准。

三、化學污染物處理效果不同

反滲透膜的孔隙僅超濾膜的百分之一，因此能夠有效地去除水中的重金屬和農葯的化學污染物，不僅能夠去除其中的顆粒污染物及較大的雜質，在化學處理方面反滲透膜效果比超濾膜更為突出。

3. 超濾的定義是什麼

rightleder 萊特.萊德超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在20-1000A°之間。中空纖維超濾器(膜)具有單位容器內充填密度高，佔地面積小等優點。

超濾是一種加壓膜分離技術，即在一定的壓力下，使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜，而使大分子溶質不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質，而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水藉助於外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小於300—500的溶質透過膜，而大於膜孔的微粒、大分子等由於篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜後，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物等。超濾原理並不復雜。在超濾過程中，由於被截留的雜質在膜表面上不斷積累，會產生濃差極化現象，當膜面溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層，使膜的透水量急劇下降，這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此，需通過試驗進行研究，以確定最佳的工藝和運行條件，最大限度地減輕濃差極化的影響，使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。

4. 超濾膜的物理清洗方法及化學清洗方法有哪些

超濾膜的清洗方法有哪些，詳細的解答：

一、物理清洗法：物理方法其實就是用有一定壓力的水去沖洗超濾膜，這也是最常用的方法。因為這個水沖洗的方向不一樣，又可以分為逆向沖洗、反沖洗和正洗沖洗。

1.逆向沖洗：用原水沖洗膜內和進水端面的雜質。

2.反沖洗：用超濾水從膜塊表面的污染物沖鬆散、剝落，分別從進水口和濃縮口排出(可加酸、鹼或次氯酸鈉等葯品加強清洗效果)。

3.正洗沖洗：用原水沖洗膜內和端面的雜質，按運行狀態將超濾膜清洗干凈。

二、化學清洗法：

1. 利用化學葯品與膜面雜質進行化學反應來達到清洗膜的目的

2. 酸溶液清洗：常用溶液有鹽酸、檸檬酸、草酸等，調配溶液的PH=2~3，利用循環清洗或者浸泡0.5h~1h後循環清洗，對無機雜質去除效果較好。

3. 鹼溶液清洗：常用的鹼主要有NaOH ，調配溶液的PH=10~12左右，利用水循環操作清洗或浸泡0.5h~1h後循環清洗，可有效去除雜質及油脂。

4. 氧化劑清洗劑：利用1%~3%H2O2、 500~1000mg/L NaClO 等水溶液清洗超濾膜，可以去除污垢，殺滅細菌。H2O2和NaClO是常用的殺菌劑。

5. 加酶洗滌劑：如0.5%~1.5%胃蛋白酶、胰蛋白酶等，對去除蛋白質、多糖、油脂類污染物質有效。

6. 進行方法與正常超濾過程相同，清洗液自原液入口處進入，濃縮液及超濾液全部返回清洗液容器，循環後排放，以凈水洗凈即可。

5. 請比較說明微濾，超濾，納濾和反滲透等四種常用膜分離技術的異同點

微濾microfiltration以壓力為驅動力，分離0.1-1微米的微粒的過程，簡稱為MF
超濾ultrafiltration以壓力差為動力，膜孔徑約0.001-0.2微米的物理篩分過程，簡稱為UF
1，微濾和超濾同屬於微孔膜范疇，微孔過濾是一種物理篩分過程，其功能在於截留分子量為幾百至幾百萬的物質，包括大分子有機物，微生物等，而不是以脫鹽為目的。
2，微孔膜的孔徑為一個范圍值：微濾在0.1-1微米，超濾為0.001-0.2微米
3，在學術領域，微濾膜的過濾精度一般用孔徑表示，而超濾的過濾精度一般用切割分子量來表示
4，微濾和超濾的過程均以壓力為驅動力，用於溶液體系中的物質分離。
5，膜的材料分為有機高分子和無機高分子材料。
納濾：nanofiltration以壓力為驅動力，用於脫除二價及二價以上的多價離子和分子量200以上有機物的膜分離過程，簡稱為NF
1， 納濾技術是繼反滲透後出現的一種新的分離技術，其分離機理基本和反滲透一致。
2， 納濾理論精度為0.001-0.005微米，略大於反滲透，因此所需工作壓力低於反滲透，早期被稱為「鬆散反滲透」
3， 納濾的作用在於去除二價及二價以上離子和分子量200以上的物質，對一價離子的去除率較低，其綜合脫鹽率低於反滲透
反滲透reverse
osmosis在膜的進水一側施加比溶液滲透壓高的外界壓力，只允許溶液中水和某些組分選擇性透過，其他物質不能透過而被截留在表面的過程，簡稱RO
1，反滲透的概念始於滲透現象，當把只允許水透過的高分子半透膜作為介質，兩側分別是鹽水和純水時，由於純水測水的濃度高於鹽水測的濃度，純水將向鹽水側擴散透過，這種濃度差異導致的遷移過程，就是滲透，他是自然界中在生物體內存在的一個普遍現象。
2，反滲透是一種由人類創造力產生的非自然現象或一種水溶液分離技術，其原理是通過施加機械外壓，克服濃度差導致的逆向遷移的過程。
3， 反滲透僅適用於液相體系(水溶液體系)中溶質和溶劑的分離，在凈水器中運用較多。
4， 反滲透現象必須在外界壓力作用下發生，且壓力必須高於水溶液的滲透壓。

6. 如何聚沉水中懸浮物的方法

第1節 吸附法

一、 吸附原理

二、 影響吸附的因素

三、 吸附劑

四、 吸附工藝和設備

五、 吸附法在污水處理中的應用

一、吸附原理

固體表面有吸附水中溶解及膠體物質的能力，比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力，可用作吸附劑。吸附可分為物理吸附和化學吸附。如果吸附劑與被吸附物質之間是通過分子間引力(即范德華力)而產生吸附，稱為物理吸附；如果吸附劑與被吸附物質之間產生化學作用，生成化學鍵引起吸附，稱為化學吸附。離子交換實際上也是一種吸附，將在第二節中討論。

物理吸附和化學吸附並非不相容的，而且隨著條件的變化可以相伴發生，但在一個系統中，可能某一種吸附是主要的。在污水處理中，多數情況下，往往是幾種吸附的綜合結果。

一定的吸附劑所吸附物質的數量與此物質的性質及其濃度和溫度有關。表明被吸附物的量與濃度之間的關系式稱為吸附等溫式。目前常用的公式有二：弗勞德利希(Freundlich)吸附等溫式，朗格繆爾(Langrnuir)吸附等溫式。

二、影響吸附的因素

吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。固體吸附劑吸附能力的大小可用吸附量來衡量。吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時間內所吸附的物質量。在水處理中，吸附速度決定了污水需要與吸附劑接觸的時間。吸附速度快，則所需的接觸時間就短，吸附設備的容積就小。

多孔性吸附劑的吸附過程基本上可分為三個階段：顆粒外部擴散階段，即吸附質從溶液中擴散到吸附劑表面；孔隙擴散階段，即吸附質在吸附劑孔隙中繼續向吸附點擴散；吸附反應階段，吸附質被吸附在吸附劑孔隙內的吸附點表面。一般，吸附速度主要取決於外部擴散速度和孔隙擴散速度。

顆粒外部擴散速度與溶液濃度成正比，也與吸附劑的比表面積的大小成正比。因此吸附劑顆粒直徑越小，外部擴散速度越快。同時，增加溶液與顆粒間的相對運動速度，也可以提高外部擴散速度。

孔隙擴散速度與吸附劑孔隙的大小和結構，吸附質顆粒的大小和結構等因素有關。一般，吸附劑顆粒越小，孔隙擴散速度越快。

吸附劑的物理化學性質和吸附質的物理化學性質對吸附有很大影響。一般，極性分子(或離子)型的吸附劑容易吸附極性分子(或離子)型的吸附質；非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性的吸附質。同時，吸附質的溶解度越低，越容易被吸附。吸附質的濃度增加，吸附量也隨之增加。

污水的pH值對吸附也有影響，活性炭一般在酸性條件下比在鹼性條件下有較高的吸附量。吸附反應通常是放熱反應，因此溫度低對吸附反應有利。

三、吸附劑

吸附劑的種類很多。常用是活性炭和腐植酸類吸附劑。

1．活性炭

在生產中應用的活性炭的種類很多。一般都製成粉末狀或顆粒狀。粉末狀的活性炭吸附能力強，制備容易，價格較低，但再生困難，一般不能重復使用。顆粒狀的活性炭價格較貴，但可再生後重復使用，並且使用時的勞動條件較好，操作管理方便。因此在水處理中較多採用顆粒狀活性炭。

活性炭的比表面積可達800—2000m2／g，有很高的吸附能力。

顆粒狀活性炭在使用一段時間後，吸附了大量吸附質，逐步趨向飽和並喪失工作能力，此時應進行更換或再生。再生是在吸附劑本身的結構基本不發生變化的情況下，用某種方法將吸附質從吸附劑微孔中除去，恢復它的吸附能力。活性炭的再生方法主要有：

(1)加熱再生法 在高溫條件下，提高了吸附質分子的能量，使其易於從活性炭的活性點脫離；而吸附的有機物則在高溫下氧化和分解，成為氣態逸出或斷裂成低分子。活性炭的再生一般用多段式再生爐。爐內供應微量氧氣，使進行氧化反應而又不致使炭燃燒損失。

(2)化學再生法 通過化學反應，使吸附質轉化為易溶於水的物質而解吸下來。例如，吸附了苯酚的活性炭，可用氫氧化鈉溶液浸泡，使形成酚鈉鹽而解吸。

濕式氧化法也是化學再生法，主要用於再生粉末狀活性炭。

在我國，目前活性炭的供應較緊張，再生的設備較少，再生費用較貴，限制了活性炭的廣泛使用。

2．腐植酸類吸附劑

用作吸附劑的腐植酸類物質主要有：天然的富含腐植酸的風化煤、泥煤、褐煤等，它們可以直接使用或經簡單處理後使用；將富含腐植酸的物質用適當的粘合劑制備成的腐植酸系樹脂。

腐植酸類物質能吸附工業廢水中的許多金屬離子，如汞、鉻、鋅、鎘、鉛、銅等。腐植酸類物質在吸附重金屬離子後，可以用H2SO4、HCI、NaCl等進行解吸。目前，這方面的應用還處於試驗、研究階段，還存在吸附(交換)容量不高，適用的pH值范圍較窄，機械強度低等問題，需要進一步研究和解決。

四、吸附工藝和設備

吸附的操作方式分為間歇式和連續式。間歇式是將廢水和吸附劑放在吸附池內進行攪拌30min左右，然後靜置沉澱，排除澄清液。間歇式吸附主要用於小量廢水的處理和實驗研究，在生產上一般要用兩個吸附池、交換工作。在一般情況下，都採用連續的方式。

連續吸附可以採用固定床、移動床和流化床。固定床連續吸附方式是廢水處理中最常用的。吸附劑固定填放在吸附柱(或塔)中，所以叫固定床。移動床連續吸附是指在操作過程中定期地將接近飽和的一部分吸附劑從吸附柱排出，並同時將等量的新鮮吸附劑加入柱中。所謂流化床是指吸附劑在吸附柱內處於膨脹狀態，懸浮於由下而上的水流中。由於移動床和流化床的操作較復雜，在廢水處理中較少使用。

在一般的連續式固定床吸附柱中，吸附劑的總厚度為3～5m，分成幾個柱串聯工作，每個柱的吸附劑厚度為1～2m。廢水從上向下過濾，過濾速度在4～15m/h之間，接觸時間一般不大於30～60min。為防止吸附劑層的堵塞，含懸浮物的廢水一般先應經過砂濾，再進行吸附處理。吸附柱在工作過程中，上部吸附劑層的吸附質濃度逐漸增高，達到飽和而失去繼續吸附的能力。隨著運行時間的推移，上部飽和區高度增加而下部新鮮吸附層的高度則不斷減小，直至全部吸附劑都達到飽和，出水濃度與進水濃度相等，吸附柱全部喪失工作能力。

在實際操作中，吸附柱達到完全飽和及出水濃度與進水濃度相等是不可能的，也是不允許的。通常是根據對出水水質的要求，規定一個出水含污染物質的允許濃度值。當運行中出水達到這一規定值時，即認為吸附層已達到「穿透」，這一吸附柱便停止工作，進行吸附劑的更換。

五、吸附法在污水處理中的應用

由於吸附法對進水的預處理要求高，吸附劑的價格昂貴，因此在廢水處理中，吸附法主要用來去除廢水中的微量污染物，達到深度凈化的目的。如：廢水中少量重金屬離子的去除、少量有害的生物難降解有機物的去除、脫色除臭等。

第2節 離子交換法

離子交換法是水處理中軟化和除鹽的主要方法之一。在廢水處理中，主要用於去除廢水中的金屬離子。離子交換的實質是不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中的其它同性離子的交換反應，是一種特殊的吸附過程，通常是可逆性化學吸附。

離子交換劑

水處理中用的離子交換劑有磺化煤和離子交換樹脂。磺化煤利用天然煤為原料，經濃硫酸磺化處理後製成，但交換容量低，機械強度差，化學穩定性較差，已逐漸為離子交換樹脂所取代。

離子交換樹脂是人工合成的高分子聚合物，由樹脂本體(又稱母體或骨架)和活性基團兩個部分組成。生產離子交換劑的樹脂母體最常見的是苯乙烯的聚合物，是線性結構的高分子有機化合物。在原料中，常加上一定數量的二乙烯苯做交聯劑，使線狀聚合物之間相互交聯，成立體網狀結構。樹脂的外形呈球狀顆粒，粒徑為：0．6～1．2mm(大粒徑樹脂)，0．3～0．6mm(中粒徑樹脂)，或0．02～0．1mm(小粒徑樹脂)。樹脂本身不是離子化合物，並無離子交換能力，需經適當處理加上活性基團後，才具有離子交換能力。活性基團由固定離子和活動離子組成。固定離子固定在樹脂的網狀骨架上，活動離子(或稱交換離子)則依靠靜電引力與固定離子結合在一起，二者電性相反電荷相等。

離子交換樹脂按樹脂的類型和孔結構的不同可分為：凝膠型樹脂、大孔型樹脂、多孔凝膠型樹脂、巨孔型(MR型)樹脂和高巨孔型(超MR型)樹脂等。

第3節 萃取法

在化工上，用適當的溶劑分離混合物的過程叫萃取。當混合物為溶液時叫液—液萃取，當混合物為固體時叫固—液萃取；使用的溶劑叫萃取劑，提出的物質叫萃取物，在廢水處理上，利用廢水中的雜質在水中和有機萃取劑中溶解度的不同，可以採用萃取的方法，將雜質提取出來。例如含酚濃度較高的廢水。由於酚在有機溶劑中的溶解度遠遠高於在水中的溶解度，我們可以利用酚的這種性質以及有機溶劑(如：油)與水不相溶的性質，選用適當的有機溶劑從廢水中把有害物質酚提取出來。

用萃取法處理廢水時，有三個步驟：①把萃取劑加入廢水，並使它們充分接觸，有害物質作為萃取物從廢水中轉移到萃取劑中；②把萃取劑和廢水分離開來，廢水就得到了處理。也可以再進一步接受其他的處理；③把萃取物從萃取劑中分離出來，使有害物質成為有用的副產品，而萃取劑則可回用於萃取過程才算，在技術上已經成立；其次，是經濟上的考慮。技術上可靠，經濟上合理，生產才能採用。

在化工上常使用「相」這個名詞。「相」是一個均勻物質，具有組成相同和性質相同的特徵。如在一個物質體系裡同時存在界面明確的兩部分物質，這兩部分物質就抽象地叫做兩個相。例如，油和水混在一起，即使劇烈攪拌，油滴分散在水中，油水之間仍然存在明確的界面，我們就說這是存在水相和油相。一個物質體系裡的兩個相，常常一個呈連續狀態而另一個呈分散狀態，呈連續狀態的叫連續相，呈分散狀態的叫分散相。一個物質體系的相數並無限制。

第4節 膜析法

一、 滲析法

二、 反滲透法

三、 超過濾法

膜析法是利用薄膜以分離水溶液中某些物質的方法的統稱。目前有擴散滲析法(滲析法)、電滲析法、反滲透法和超過濾法等。

一、滲析法

人們早就發現，一些動物膜，如膀胱膜、羊皮紙(一種把羊皮刮薄做成的紙)，有分隔水溶液中某些溶解物質(溶質)的作用。例如，食鹽能透過羊皮紙，而糖、澱粉、樹膠等則不能。如果用羊皮紙或其他半透膜包裹一個穿孔杯，杯中滿盛鹽水，放在一個盛放清水的燒杯中，隔上一段時間，我們會發現燒杯內的清水帶有鹹味，表明鹽的分子已經透過羊皮紙或半透膜進入清水。如果把穿孔杯中的鹽水換成糖水，則會發現燒杯中的清水不會帶甜味。顯然，如果把鹽和糖的混合液放在穿孔杯內，並不斷地更換燒杯里的清水，就能把穿孔杯中混合液內的食鹽基本上都分離出來，使混合液中的糖和鹽得到分離。這種方法叫滲析法。起滲析作用的薄膜，因對溶質的滲透性有選擇作用，故叫半透膜。近年來半透膜有很大的發展，出現很多由高分子化合物製造的人造薄膜，不同的薄膜有不同的選擇滲析性。半透膜的滲析作用有三種類型：①依靠薄膜中「孔道」的大，小分離大小不同的分子或粒子；②依靠薄膜的離子結構分離性質不同的離子，例如用陽離子交換樹脂做成的薄膜可以透過陽離子，叫陽離子交換膜，用陰離子樹脂做成的薄膜可以透過陰離子，叫陰離子交換膜；③依靠薄膜：的有選擇的溶解性分離某些物質，例如醋酸纖維膜有溶解某些液體和氣體的性能，而使這些物質透過薄膜。一種薄膜只要具備上述三種作用之一，就能有選擇地讓某些物質透過而成為半透膜。在廢水處理中最常用的半透膜是離子交換膜。

二、反滲透法

反滲透法是一種藉助壓力促使水分子反向滲透，以濃縮溶液或廢水的方法。

如果將純水和鹽水用半透膜隔開，此半透膜只有水分子能夠透過而其他溶質不能透過，則水分子將透過半透膜進人溶液(鹽水)，溶液逐漸從濃變稀，液面則不斷上升，直到某一定值為止。這個現象叫滲透，高出於水面的水柱高度(決定於鹽水的濃度)是由於溶液的滲透壓所致。可以理解，如果我們向溶液的一側施加壓力，並且超過它的滲透壓，則溶液中的水就會透過半透膜，流向純水一側，而溶質被截留在溶液一側，這種方法就是反滲透法(或稱逆滲透法)。

近年來，由於反滲透膜材料和製造技術的發展以及新型裝置的不斷開發和運行經驗的積累，反滲透技術的發展非常迅速，已廣泛用於水的淡化、除鹽和製取純水等，還能用以去除水中的細菌和病毒。但反滲透法所需的壓力較高，工作壓力要比滲透壓力大幾十倍。即使是改進的復合膜，正常工作壓力也需1.5MPa左右。同時，為了保證反滲透裝置的正常運行和延長膜的壽命，在反滲透裝置前必須有充分的預處理裝置。

反滲透裝置一般都由專門的廠家製成成套設備後出售。在生產中，根據需要予以選用。

三、超過濾法

超過濾法與反滲透法相似。但超濾膜的微孔孔徑比反滲透膜大，在0.005—1um之間。超濾的過程並不是單純的機械截留，物理篩分，而是存在著以下三種作用：①溶質在膜表面和微孔孔壁上發生吸附；②溶質的粒徑大小與膜孔徑相仿，溶質嵌在孔中，引起阻塞；③溶質的粒徑大於膜孔徑，溶質在膜表面被機械截留，實現篩分。毫無疑問，我們應力求避免在孔壁上的吸附和膜孔的阻塞，應選用與被分離溶質之間相互作用弱和膜孔結構是外密內疏的不對稱構造的超濾膜。

超濾的過程是動態過濾，即在超濾膜的表面既受到垂直於膜面的壓力，使水分子得以透過膜面並與被截留物質分離，同時又產生一個與膜表面平行的切向力，以將截留在膜表面的物質沖開。所以，超濾運行的周期可以較長。在運行方面，還可短時間地停止透水而增加切面流速，即可達到沖洗膜面的效果，使透水率得到恢復。這樣的運行方式，使超濾(膜)—活性污泥法這種新型的處理工藝得以實施和發展。

在廢水處理中，超過濾法目前主要用於分離有機的溶解物，如澱粉、蛋白質、樹膠、油漆等。超過濾法所需的壓力比反滲透法要低，一般為0.1—0.7MPa。

7. 已達到超濾率限值重新調整時間或超濾容量是什麼意思

超濾值已經達到最大，需要降低。
超濾率是指在穩定的單位跨膜壓下，透析膜對水的清除能力，其大小決定脫水量。 單位是ml/h.mmHg。
超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的，膜孔徑在20－1000A°之間。中空纖維超濾器（膜）具有單位容器內充填密度高，佔地面積小等優點。

8. 水質工程學

十四章

1、生物濾池有多種工藝形式，如普通生物濾池、高負荷生物濾池、塔式生物濾池。舉出三種可）

2、生物膜法有多種處理系統，如 生物濾池法、生物轉盤法、生物接觸氧化法、 生物流化床法 。

3、 生物膜法的實質是使細菌類微生物和原生動物、後生動物類的微型動物附著在濾料或某些載體上生長繁育，並在其上形成膜狀生物污泥——生物膜。

4、生物膜的性質：①高度親水，存在著附著水層；②微生物高度密集：各種細菌以及微型 動物，形成了有機污染物——細菌——原(後)生動物的食物鏈。

厭氧膜的出現：①生物膜厚度不斷增加，氧氣不能透入的內部深處將轉變為厭氧狀態； ②成熟的生物膜由厭氧膜和好氧膜組成；③好氧膜是有機物降解的主要場所，一般厚度 為2mm。

5、生物膜的原理：廢水從上向下從濾料空隙間流過，與生物膜充分接觸，其中的有機污染 物被微生物吸附並降解。

6、高負荷生物濾池特點：①採用污水迴流，增加進水量，稀釋進水濃度，沖刷生物膜使其常保活性，且防止濾料堵塞，抑制臭味及濾池蠅的過度滋生；②增加濾料直徑，以防止迅速增長的微生物膜堵塞濾料；③水力負荷和BOD負荷大大提高；占底面積小，衛生條件較好。

出水水質水力負荷的關系：由於水力負荷高，大大縮短了污水在濾池中的停留時間，但不發生硝化反應，可是生物膜吸附有機物速度很快，保證了出水水質的要求。

7、生物轉盤：又稱浸沒式生物濾池，由許多平行排列浸沒在一個水槽中的塑料圓盤所組成。8、生物轉盤的特點：①廢水處於半靜止狀態，而微生物則在轉動的盤面上；②轉盤40%的面積浸沒在廢水中，盤面低速轉動；③盤面上生物膜的厚度與廢水濃度、性質及轉速有關，一般0.1~0.5mm。

9、生物接觸氧化法：在池內充填一定密度的填料，從池下通入空氣進行曝氣，污水浸沒全部填料並與填料上的生物膜廣泛接觸，在微生物新陳代謝功能的作用下，污水的有機物得以去除，污水得到凈化。

10、基本工藝流程 ：原污水—（初沉池——生物接觸氧化池——二沉池）排泥——處理水。

11、生物流化床：以砂、活性炭、焦炭一類的較小的惰性顆粒為載體填充在床體內，因載體表面覆蓋著生物膜而使其質地變化輕，污水以一定流速從下向上流動，使載體處於流化狀態。

12、生物流化床由床體、載體、布水裝置和膜脫落裝置等組成。

13、生物接觸氧化法在工藝、功能及運行方面的主要特徵有哪些？

在工藝方面，使用多種型式的填料，填料表面布滿生物膜，形成了生物膜的主體結構。在功能方面，生物接觸氧化處理技術具有多種凈化功能。在運行方面，對沖擊負荷有較強的適應能力，在間歇運行條件下，仍能夠保持良好的處理效果，對排水不均勻的企業，更具有重要意義，操作簡單，運行方便，易於維護管理，勿需污泥迴流，不產生污泥膨脹現象，也不產生濾池蠅，污泥生成量少，污泥顆粒較大，易於沉澱。

14、生物膜法污水處理系統，在微生物相方面和處理工藝方面有哪些特徵。（ 7 分）

①微生物相方面的特徵⑴生物膜中的微生物多樣化，能夠存活世代時間較長的微生物⑵生物的食物鏈長⑶分段運行與優勢菌屬② 處理工藝方面的特徵⑴耐沖擊負荷，對水質，水量變動有較強的適應性⑵微生物量多，處理能力大，凈化能力強⑶污泥沉降性能良好，易於沉降分離⑷能夠處理低濃度的污水⑸易於運行管理，節能，無污泥膨脹問題

十五章

1、升流式厭氧污泥床系統（ UASB ）組成：進水配水系統、反應區（懸浮層和污泥層）、三相分離器、出水系統、集氣罩。

2、厭氧生物處理的基本原理：

1）水解階段：固態有機物被細菌的胞外酶水解；

2）第二階段是酸化：開環、斷鏈，以小分子的有機物作為受氫體，使有機酸增加，pH下降

3）第三階段是在進入甲烷化階段之前，代謝中間液態產物都要乙酸化，稱乙酸化階段；

4）第四階段是甲烷化階段。（在厭氧消化系統中微生物主要分為兩大類：非產甲烷菌和產甲烷細菌。）

3、厭氧生物處理的主要特徵

主要優點：（1）能耗低，且還可回收生物能（沼氣）；（2）污泥產量低；——厭氧微生物的增殖速率低，——產酸菌的產率系數Y為0.15~0.34kgVSS/kgCOD，——產甲烷菌的產率系數Y為0.03kgVSS/kgCOD左右，——好氧微生物的產率系數約為0. 5~0.6kgVSS/kgCOD。（4）厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的某些有機物進行降解或部分降解；

主要缺點：（1）反應過程較為復雜——厭氧消化是由多種不同性質、不同功能的微生物協同工作的一個連續的微生物過程；（2）對溫度、pH等環境因素較敏感；（3）出水水質較差，需進一步利用好氧法進行處理；（4）氣味較大；（5）對氨氮的去除效果不好；等

3、影響產酸細菌的因子

主要影響因子：pH值（pH3.5-8之內都可生存，最適pH值為6－7）、ORP（氧化還原電位）（最適ORP為－200～－300mV）、鹼度、溫度35℃、水力停留時間和有機負荷（有機負荷影響不是很大，正常為5～60kgCOD/(m3*d)，水力停留時間過短將影響底物的轉化程度）

4、影響產甲烷細菌的因子

主要生態因子：pH6.5～ 7.5、氧化還原電位- 300～ - 500mV、有機負荷率（直接反應了底物與微生物之間的平衡關系）、溫度（中溫區在30~390C之間，高溫區在50~600C之間）、污泥濃度、鹼度、接觸與攪拌、營養（COD∶N ∶P= 500∶5∶1）、抑制劑和激活劑。

5、UASB（升流式厭氧污泥層）工作原理：當反應器運行時，廢水自下部進入反應器，並以一定上升流速通過污泥層向上流動。進水底物與厭氧活性污泥充分接觸而得到降解，並產生沼氣，使污泥膨脹。隨著氣量增加，這種攪拌混合作用更強，氣體從污泥層內不斷逸出，引起污泥層呈沸騰流化狀態。氣、液、固的混合液上升至三相分離器，氣體可被收集，污泥和水則進入上部相對靜止的沉澱區，在重力作用下，水與污泥分離，上清液從沉澱區上部排出，污泥被截留在三相分離器下部並通過斜壁返回到反應區內。

特點：在反應器上配有氣-液-固三相分離裝置。在運行時能形成具有良好沉降性能的顆粒污泥，大大提高了反應器的生物量，使厭氧處理效率顯著提高。

6、UASB反應器的工藝特徵：（1）在反應器的上部設置了氣、固、液三相分離器；（2）在反應器底部設置了均勻布水系統；（3）反應器內的污泥能形成顆粒污泥：（直徑為0.1~0.5cm，濕比重為1.04~1.08；具有良好的沉降性能和很高的產甲烷活性；污泥濃度可達50gVSS/l以上，污泥齡一般為30天以上；）（4）水力停留時間大大縮短，具有很高的容積負荷；（5）適於處理高、中濃度有機工業廢水，也可以處理低濃度城市污水；（6）將生物反應與沉澱分離集中在一個反應器內，結構緊湊；（7）無需設置填料，節省費用，提高容積利用率。

第十六章 自然生物處理系統

填空題：

1、常見的污水土地處理系統工藝有以下幾種：穩定塘；好氧塘；兼性塘；厭氧塘；曝氣塘與深度處理塘。

3、在污水的穩定塘自然生物處理中，根據塘水中的微生物的優勢群體類型和塘水中的溶解氧情況， 將穩定塘分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘。

名詞解釋：

1、穩定塘 ：是人工適當修整或人工修建的設有圍堤和防滲層的污水池塘，主要依靠自然生物凈化功能。P547

2、污水土地處理 P563污水有節制的投配到土地上，通過土壤-植物系統的物理的、化學的、生物的吸附、過濾與進化作用和自我調控功能，使污水可生物降解的污染物得以降解、凈化，氮、磷等營養物質得以再利用，促進綠色植物生長並獲得增產。

3、慢速滲濾處理系統 P566 是將污水投配到種有作物的土地表面，污水緩慢地在土地表面流動並向土壤中滲透，一部分污水直接為作物所吸收，一部分則滲入土壤中，從而使污水達到凈化目的的一種土地處理工藝。

問答題：

2、穩定塘有哪幾種形式？它們的處理效果如何？適用條件如何？P547-548

好氧塘：深度較淺，陽光能透過池底，主要由藻類供氧，全部塘水呈好氧狀態，由好氧微生物起有機污染物的降解作用。

兼氧塘：塘水較深，從塘面到一定深度（0.5m）左右，陽光能夠透入，其污水凈化是由好氧和厭氧微生物協同作用完成的。

厭氧塘：塘水深，有機負荷率高，整個塘水呈厭氧狀態。

曝氣塘：由表面曝氣器供氧，塘水呈好氧狀態，污水停留時間短，由於塘水被攪動，藻類的生長與光合作用受到抑制。

4、穩定塘對污水的凈化作用有哪些? P550-551

1、稀釋作用:污水進入穩定塘後和原塘水進行一定程度的混合，降低了各種污染物的濃度；2、沉澱與絮凝作用：在絮凝作用下，污水中的細小懸浮顆粒聚集成為大顆粒沉澱於塘底；3、微生物的代謝作用 4、浮游生物的作用 5、水生維管束植物的作用。

第十七章污泥處理、處置與利用

填空題：

1、污泥處理的目的是使污泥減量化、穩定化、無害化和資源化。

2、污泥中所含水分大致分為4類：間隙水、毛細水、吸附水、結合水 。

3、污泥 按成分可以分為以下兩種：有機污泥和無機污泥 。

4、污泥濃縮的目的在於減容。

5、降低污泥含水率的方法主要有濃縮、自然干化法、機械脫水法、乾燥與焚化法。

6、污泥按來源不同可分為沉澱污泥和生物處理污泥；按成分不同可分為有機污泥和無機污泥。

名詞解釋：

1、消化池的投配率 ：是消化池設計的重要參數，是每日投加新鮮污泥體積占消化池污泥總體積的百分數。P591

3、污泥含水率（計算公式）P578污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數。

4、有機物負荷率（ S ）：指消化池的單位容積在單位時間內能夠接受的新鮮污泥中揮發性干污泥量。P592

問答題：

1、污泥穩定的主要目的是什麼？P576

答：便於污泥的儲存和利用，避免惡臭產生。

3、影響污泥消化的因素有哪些？P519

答：PH值與鹼度、溫度與消化時間、負荷率、毒性物質、營養與C/N比等。

4、為什麼機械脫水前，污泥常須進行預處理？怎樣進行預處理？

原因：污水處理廠初沉污泥、活性污泥、腐殖污泥及消化污泥均由親水性帶負電的膠體顆粒組成，揮發性固體物質含量高、比阻大，脫水較困難，因此機械脫水前必須進行污泥調理。

污泥調理就是破壞污泥的膠態結構，減少泥水間的親和力，改善污泥的脫水性能。方法有化學調理法、熱處理法、冷凍溶解法、淘洗法。

8、試述厭氧消化的影響因素。P591

1、PH值和鹼度，最佳PH值為7.0~7.3 鹼度為2000mg/L；2、溫度與消化時間溫度是影響厭氧消化的主要因素，溫度的高低不但影響產氣量，還決定消化過程的快慢；消化時間是指產氣量達到總量所需的時間。 3、負荷率：厭氧消化池的容積決定於厭氧消化的負荷率，負荷率的表達方式包括污泥投配率和有機物負荷率兩種； 4、有毒有害物質 5、營養與C/N比。

第十八章 常用給水處理工藝系統

問答題：

1、給水處理系統的選擇原則是什麼？ P619

給水處理系統應該在技術上是可行的，在經濟上是合理的，在運行上是安全可靠和便於操作的。(技術可行性可以通過實驗驗證和參考已建的原水水質相近的水處理工藝系統的運行經驗；經濟合理性是滿足處理水質要求前提下，使建設費用和運行費用最低；水處理工藝系統的抗沖擊性是其安全性和可靠性的重要內容之一。)

2、舉例說明微污染水的處理系統。P620 圖

原水——混合裝置——絮凝池——沉澱池——過濾池————清水池——出水

混凝劑 Cl2

第十九章 特種水源水處理工藝系統

1、常用的水的葯劑軟化法有：石灰軟化法、石灰-蘇打法、磷酸鹽法及掩蔽劑法。

2、列舉3種除鹽的方法：蒸餾法、電滲析法、反滲透法、離子交換法、電子混合床法。

3、常用的除氟方法有：吸附法、葯劑法、電滲析法等。

問答題：

1、地下水除鐵除錳的主要方法是什麼？P643 P646

氧化法，將水中的二價鐵氧化成三價鐵，將水中的二價錳氧化成四價錳，由於三價鐵、四價錳在水中的溶解度極小，故能從水中析出，再用固液分離的方法將其去除。

2、舉例說明游泳池水的處理方法。P657 圖

平衡水池上部設補充水管，循環水泵由平衡池抽水，水泵吸水管上設毛發過濾器，截留水中的毛發，將混合劑和中和劑（除藻劑）投加到水泵吸水管中，利用水泵葉輪攪拌混合，最後，處理水進入游泳池前要對水進行消毒

3、舉例說明高濁水的處理方法。P641圖

高濁度水首先進入輻流式沉澱池沉澱，再向水中投加混凝劑，經混合、絮凝、沉澱、過濾、投氯消毒，即可獲得合格的處理水。

第二十章 城市污水處理工藝系統

填空題：

1、污水處理的物理法有：沉澱法、過濾法、氣浮法、篩濾法、反滲透法和上浮法 等。

2、污水的化學處理法通常有：中和、混凝、電解、氧化還原、吸附、離子交換等。

3、污水的生物處理通常包括好氧氧化法和厭氧還原法兩類。

名詞解釋：

1、 SV(settling velocity)（污泥沉降比）：又稱30min沉降率。混合液在量筒內靜置30min後所形成沉澱污泥的容積占原混合液容積的百分率，以%表示。

SVI(sludge volume index)（污泥容積指數）：本項指標的物理意義是從曝氣池出口處取出的混合液，經過30min靜沉後，每克干污泥形成的沉澱污泥所佔有的容積，以ml計。SVI=SV(mL/L)/MLSS(g/L) 單位：mL/g

SOUR(specific oxygen uptake rate)（活性污泥的比耗氧速率）：是衡量活性污泥生物活性的一個指標。是指單位重量的活性污泥在單位時間內所能消耗的溶解氧量，其單位為mgO2/(gMLVSS.h)mgO2/(gMVSS.h)。

8、泥齡（單位d） ：在曝氣池內，微生物從其生長到排出的平均停留時間，也就是曝氣池內的微生物全部更新一次所需要的時間 。從工程上來說，在穩定條件下，污泥齡就是曝氣池內活性污泥總量與每日排放的剩餘污泥量之比。

9、污泥迴流比 ：從二沉池返回到曝氣池的迴流污泥量QR與污水流量Q之比，常用%表示。

10、BOD—容積負荷率 （標明單位）：單位曝氣池容積（m3），在單位時間（d）內接受的有機物量。Nv=Q*So/V kgBOD/(m3曝氣池.d)

11、污泥解體：當活性污泥處理系統出現處理水質混濁，污泥絮凝體微細化，處理效果變壞等時的現象。

12、污泥膨脹 ：是一種絲狀菌在絮體中大量生長以致影響沉降的現象。

13、污泥上浮 ：是由於曝氣池內污泥泥齡過長，硝化進程較高,但卻沒有很好的反硝化，因而污泥在二沉池底部產生反硝化，硝酸鹽成為電子受體被還原，產生的氮氣附於污泥上，從而使污泥比重降低，整塊上浮。

14、同步馴化法 ：在培養開始就加入少量工業廢水，並在培養過程中逐漸增加比重，使活性污泥在增長的過程中，逐漸適應工業廢水並具有處理它的能力。

9. 生物膜反應器的生物膜反應器微生物量的測量

在正常運行狀況下，復合生物反應器下部是固定生物膜濾床，上部是移動床，其微生物量為：
1、CBBR混合液SS為1 604 mg/L，總量約為2.456 g。
2、固定填料生物膜總量為12.036 g。
3、移動床懸浮填料生物膜總量為1.428 g。
4、CBBR微生物總量約為15.92 g。
該工藝對污水除臭起到了很大作用，它的除臭工藝簡單且效果顯出。復合生物反應器與其他污水處理設備相結合，降低污水處理難度，從而改善周邊環境，有效遏制病菌的傳播。隨著醫療技術的不斷提高，新型葯劑的產生將繼續加大污水處理難度，所以水處理技術仍需隨之提升，滿足時代發展需求。
4 MBR研究進展
目前，MBR的研究主要集中在以下幾個方面：（1）降低膜污染，提高膜通量；（2）探求合適的工作條件和工藝參數；（3）降低處理工藝的運行成本。
張少輝, 鄭平, 華玉妹〔1〕用反硝化生物膜啟動厭氧氨氧化反應器的研究等選取不同截留分子量的聚醚碸膜（PES），採用板框式膜組件構成的厭氧MBR對高濃度食品廢水進行處理，考察了截留分子量對膜通量和出水效果的影響。
王榮昌,文湘華,錢易〔2〕 分析了生物膜反應器中好氧顆粒污泥形成機理，研究了MBR運行條件對膜過濾特性的影響。
楊玉旺〔3〕研究了移動床生物膜反應器處理污水的研究應用進展。
邢傳宏等進行了管式MBR（分置式）處理城市污水的工藝設計，認為運行成本主要由電費、葯劑費和人工費等3部分組成。其中電費是最主要的，電耗為2.3kW·h/m3。
魯敏，曾慶福，張躍武〔4〕對一種新型生物膜反應器處理污水的研究發生了濃厚興趣。
王亞娥等分析了影響超濾膜通量和過濾阻力的主要因素。
楊磊等對MBR運行過程中的膜污染和清洗進行了較詳盡的試驗。
李軍, 彭永臻, 楊秀山 ,王寶貞 ,楊海燕〔5〕著重研究了序批式生物膜法反硝化除磷特性及其機理。
姜蘇等〔6〕研究了一體化A/O生物膜法處理生活污水。
白宇等〔7〕研究分析了污水深度處理生物濾層中菌群的時空分布特徵。
陳壁波等〔8〕對移動床生物膜反應器及對造紙廢水處理的意義進行了卓有成效的研究論證。
Cote P 研究了浸沒式膜系統的電耗，包括抽吸泵及曝氣2部分。每立方米產水僅耗電0.3～0.6 kW·h，而電耗是運行費用的主要部分。
榮宏偉等〔9〕在實驗室條件下對序批式生物膜法生物除磷進行了試驗研究，得出了令人期待的結論。
Wang L-Choo Ho等比較了浸沒式和分置式MBR工藝運行時的電耗，結果是，在通量為18L/(m2·h)的情況下，前者電耗僅為0.2～0.4 kW·h /m3,而後者電耗為2～10 kW·h /m3。
鮑立寧等〔10〕在電極生物膜脫氮工藝中反硝化菌相分析方面進行了研究。
MBR因自身特殊的工藝也要求了不同於一般的超、微濾膜材料，但制備針對於MBR所用的膜材料的研究還很少。顯然選擇合適的膜材料是降低膜污染的一個重要方法，這還有待於進一步研究。
5 MBR應用實例
隨著研究的深入，國內外已有了MBR應用的實例。實踐表明，膜污染嚴重、水通量低，是限制MBR推廣應用最主要的原因。
加拿大Cote P等 報道了北美洲在20世紀90年代MBR發展的概況。其中ZENON環保公司在1996年推出了組件膜面積為46m2、體積密度為63m2/m3的ZW-500型膜生物反應器，該設備已成功地應用於市政污水處理。目前以小規模裝置為主，處理能力為10～200m3/d，主要在辦公樓、購物中心、學校、醫院和療養地推廣使用。裝置的水力停留時間(HRT)為24h，SRT為1～2年。濾出液經過紫外線消毒或活性炭吸附後，用作廁所沖洗水。在安大略省建成的日處理污水3 800m3的MBR裝置，安裝了ZW-500型膜組件144個，總膜面積6624m2。曝氣池體積440m3，正常HRT為3.8h；厭氧反應池體積為380m3，HRT為2.4h。運行期間的MLSS濃度為12 000～20 000mg/L，MLVSS濃度僅為MLSS的55%～70%。運行9個月以來出水BOD和有機磷的去除率都接近100%。
日本自1998年以來，著重推廣了中水道系統的開發利用。其目的主要是將以廚房排水、洗臉及洗澡後的排水為主體的樓房排水進行處理，然後作為廁所沖洗水再利用。比如，日立工廠建設公司用高濃度活性污泥法和旋轉平板超濾膜裝置組合而成的系統作為大樓中水道的回用系統。因為膜板旋轉，使膜表面的污泥被攪拌，從而可控制膜面污染。
天津清華德人環境公司和天津大學共同研製的MBR已有了一些的應用實例。以處理天津某寫字樓排放的污水為例，該寫字樓的建築面積約為17 000m2,採用了日處理能力為25m3 的裝置，設備本體佔地3.2m2,投資10餘萬元，能耗為0.8kW·h/m3。處理出水可用作沖廁、綠化及洗車等。
鄭斐等〔11〕研製出生物膜法的新工藝—無泡曝氣膜生物反應器。
呂曉輝等〔12〕對移動床生物膜反應器脫氮除磷技術情有獨衷，使脫氮除磷效率又有了較大的發展。
6結語 1 MBR綜合了膜分離技術和生物處理技術的優點，超、微濾膜組件能替代CAS中的二沉池，更有效地進行泥水分離，並延長SRT，提高微生物對污水中有機物的處理能力。經超、微濾膜處理後出水水質好可以直接用於非飲用水回用。系統佔地面積小，幾乎不排剩餘污泥，具有較高的抗沖擊能力。 2 MBR具有一定的實用性，但膜污染仍是制約MBR推廣應用的最主要因素。因為MBR中膜材料既要面臨活性污泥、污水中固體顆粒的污染，又要面臨活性污泥中微生物的侵蝕。雖可以通過控制抽停時間、曝氣量等工藝參數以及採用適當的清洗技術來減少膜面的污染，但最有效、最根本的方法是研製出一種抗污染、耐微生物侵蝕的新的膜材料及對膜進行適當的改性。 3 在應用MBR技術處理市政、生活污水並實現中水回用時，還要考慮另外一個關鍵因素，即運行成本。因此，在研究中要始終將運行成本。作為考慮試驗方案和確定試驗結果的主要出發點。 7參考文獻
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