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自主研制了两种次毫米过滤组件,次毫米过滤高端(孔径0.10~1.00 mm)组件和低端(孔径0.01~0.10 mm)组件,分别将其称为H型组件和L型组件,旨实现高浓度污泥的折衷分离,将分离后较高浓度的污泥维持在生化反应区进行生物降解,而获得较适宜的低浓度污泥为二沉池或膜生物反应器进行固液分离,彻底摆脱高浓度污泥对污水生物处理系统的束缚。H型组件是采用不锈钢筛网制作而成,考察了污泥浓度(10~30g/L)、组件孔径(0.10~1.00 mm)及水头差(30 cmH2O,90 cmH2O)对H型组件通量的影响;并用H型组件过滤20g/L污泥,以获得平均浓度2-4g/L污泥为目标,研究了组件孔径(0.10~1.00mm)对H型组件过滤的平均通量及滤出液污泥浓度(MLSS)的影响。结果表明,(1)在不同的污泥浓度、组件孔径及水头差条件下,对过滤通量与时间进行数据拟合,过滤通量随时间均呈负指数形式衰减,平均通量取对数后与污泥浓度、组件孔径及水头差有显著的线性关系,得出H型组件平均通量的表达式为J=e6.1372-0.0799C+1.0570P+0.0034H;(2)不同孔径的组件均可实现不同程度的污泥分离,以获得平均浓度2-4g/L污泥为目标而言,孔径0.47mm的组件效果最佳,运行40mmin后得到平均污泥浓度为3.1g/L,对应的平均通量为282.3L/(m2.h),为膜运行通量的30~60倍,且在该组件孔径下滤出液MLSS随时间的变化较稳定。L型组件是用有机高分子中空纤维束制成,对L型组件分别进行了清水试验、孔径的测定、过滤污泥试验、组件清洗试验及对L型组件改性处理研究。结果表明,(1)在水温为15℃时,测得各种中空纤维组件的自身阻力均在108~109m-1范围内,比纯膜阻力降低了3~4个数量级;(2)用溶质截留法测得L型各组件的最小截留粒径为22.8μm,最大截留粒径为35.3μm;(3)L型组件过滤各种浓度污泥,初始MLSS均较低,仅为5-53mg/L并很快降至0,在不同污泥浓度条件下,L型组件的平均通量随着中空纤维束截留粒径的增大而增大;(4)组件的反冲洗采用空气反冲洗方式,具有最大截留粒径的L型组件最容易清洗,通量恢复率最大,当过滤污泥浓度为2g/L和10g/L时,最佳反洗强度为10m/h、反洗历时为0.5min,当污泥浓度为30g/L时,最佳反洗强度为15 m/h、反洗历时为0.5min;(5)用乙醇处理和过泥处理两种方法对L型组件进行表面改性,并与未处理前进行通量对比,过滤通量都较处理前有所提高,经比较,过泥处理的通量>乙醇处理的通量>未经任何处理的通量。次毫米过滤高端(H型组件)可直接作为一种廉价、高效的高浓度污泥折衷分离手段,为二沉池或膜生物反应器提供适宜浓度的污泥;而次毫米过滤低端(L型组件)初始MLSS均很低,无法直接实现污泥的折衷分离。为实现污泥折衷分离的目的,可通过间歇运行SMF组件或者SMF组件连续运行且联合污泥旁路分离,从而间接达到污泥折衷分离的目的。