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膜分离技术是广泛应用的污水深度处理技术。然而,浓差极化和膜污染严重影响膜分离过程。振动剪切膜分离技术能够解决上述问题,应用前景广阔。但是,振动剪切膜分离技术与设备主要被美国的New Logic公司所垄断,使该技术难以得到更广泛的推广。因此,自主设计振动剪切膜分离实验设备并对其分离特性进行研究具有重大意义。 论文对振动剪切膜分离实验设备进行了自主设计。设计内容主要包括膜组件的设计和振动装置的设计。膜组件设计主要是根据处理量计算膜片数目;振动装置设计主要包括偏心块及配套轴的设计和计算、电机的选择、扭力杆和底板的设计和计算。 分离特性研究主要包括高硬度高盐度水样的处理和含油水样的处理两部分。在高硬度高盐度水样的处理实验中,首先考察流量对膜通量的影响,确定最适流量为20L/h;振动频率对膜通量影响的实验结果表明,频率越高,膜通量越大;振动剪切膜分离与传统错流过滤对比,结果表明振动情况下的膜通量比传统错流过滤的膜通量高3.8%~12.93%;同时,振幅增大有助于提高膜通量;Cl-的去除结果表明振动剪切膜分离与传统错流过滤具有相同的处理效果,其去除率能够达到92%以上。含油水样处理的实验结果也表明,振动频率越高,膜通量越大;振动剪切膜分离技术与传统错流过滤进行对比结果表明,振动情况下的膜通量比传统错流过滤的膜通量高2.94%-5.90%;同时,振幅增大有助于提高膜通量;含油量的去除结果表明振动剪切膜分离与传统错流过滤具有相同的处理效果,其去除率能够达到100%。 综上可以得出,振动剪切膜分离技术能够阻碍浓差极化和膜污染现象的发生,保持膜通量,有广阔的应用前景。通过自主研制的试验样机得出的数据能够对工业化应用进行指导。