题目：粉煤灰基微滤膜应用性能及污染机理研究

粉煤灰基微滤膜是一种新型的无机膜，与一般无机陶瓷膜相比具有原料成本低廉、将工业废弃物再利用、节约制膜原料资源等特点，具有广阔的应用前景。本文对其应用特性进行系统的研究，为工业化的应用提供数据支持。 首先，研究了粉煤灰膜自身的应用性能。粉煤灰膜耐酸腐蚀，腐蚀率小于0.5%，高温下不耐强碱，腐蚀率为12.3%，通过改进烧膜工艺，增加对结晶点附近的保温，可以将碱腐蚀率降低至9.6%。加热时粉煤灰膜的应用pH值范围为0-12，常温为0-14。腐蚀过程中粉煤灰膜中有金属元素溶出，但溶出量低，一般情况下可以安全使用。纯水通量方面，通过对圆形度和过滤阻力的理论分析和实际实验，证实粉煤灰的球形颗粒特性使通量比陶瓷膜提高12%。 其次，基于标准料液的错流过滤实验研究了粉煤灰膜过滤过程的应用性能。实验的膜管采用平均孔径为0.38μm的管状对称微滤膜，过滤的料液根据无机膜在各行业中的具体应用选定，分别为5000目粉煤灰悬浮液、高岭土悬浮液、藻类悬浮液、酵母悬浮液、厌氧活性污泥、大豆蛋白悬浮液。粉煤灰膜对各类料液的截留率都接近100%，分离性能优异。在与同条件下其他膜对比中发现，粉煤灰膜过滤达稳态较慢，稳态阻力低，具有一定的抗污染性。粉煤灰膜过滤各种标准料液的主要阻力来自滤饼层的形成，孔堵阻力随过滤料液性质的不同而不同，吸附阻力为非主要阻力。污染后的粉煤灰膜应用常规化学清洗方法进行清洗，通量恢复率达90%以上。同时，在研究污染层形貌的过程中，提出了超临界干燥制样观测的方法，使污染层真实形貌得到保留，为以后进一步研究污染层的形成过程奠定基础。 最后，将粉煤灰膜应用到生活污水的膜过滤三级处理工艺中，处理水水质可以达到《城市污水再生利用－城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）标准。综合考虑通量与能耗得到最优的操作条件是压力为0.05MPa、错流速率为3m•s-1，此时系统运行稳态通量为60L•m-2•h-1。通过阻力分析和污染表面形貌分析得到，最主要的污染来自膜孔堵塞。应用常规酸、氧化剂交替清洗，可以得到较好的清洗效果，通量恢复率达94.1%。