正渗透膜过程中临界通量的影响因素

临界通量是膜过程中一种重要的污染特性指标。采用阶梯汲取液浓度递增法测定不同污染物、架桥离子浓度及膜面流速对正渗透(FO)膜过程临界通量的影响。结果表明,海藻酸钠(SA)、腐殖酸(HA)及二氧化硅(SiO2)污染时FO膜临界通量值分别为29.32, 46.35和32.17 L/(m2?h);随Ca2+浓度由0 mmol/L增大至10 mmol/L,SA污染下FO膜的临界通量由29.22 L/(m2?h)显著降低至9.48 L/(m2?h),原因为Ca2+与SA分子中的羧基的螯合作用及Ca2+在膜?污染物之间的架桥作用;此外,当膜面流速从5 cm/s增至15 cm/s时,SA-Ca2+污染下的FO膜临界通量由9.48 L/(m2?h)提高至31.59 L/(m2?h),表明改善膜表面湍动有利于提高临界通量,扩大操作通量范围。     

荷电中空纤维复合膜及其正渗透性能研究

以聚丙烯中空纤维微滤膜为底膜、羧甲基纤维素钠为功能材料、氯化铁为交联剂,采用溶液涂覆-交联工艺制备了表面荷电的中空纤维复合膜,将该中空纤维复合膜用于正渗透(FO)过程,研究了汲取液盐含量、原料液流速等对FO通量的影响。结果表明,制备的荷电中空纤维复合膜可用于FO过程,以蒸馏水为原料液、Na2SO4水溶液为汲取液,采用PRO模式进行FO试验,当原料液与汲取液体积流量均为15 mL/min、汲取液浓度为0.5 mol/L时,FO水通量为12.3 L/(m2.h),盐通量与水通量的比为1.42 g/L。     

正渗透膜净水试验研究

研究了正渗透(FO)过程中水通量和驱动溶质扩散规律,并以奎宁和腐殖酸作为模型有机物,研究FO膜对有机物的截留性能。结果表明,FO水通量与驱动液含量正相关,但由于内部浓差极化的影响并不呈正比例;温度越高所产生的水通量也越大,在温度11～36℃时水通量从4 L/(m2.h)上升至10 L/(m.h)。驱动溶质的反扩散量随运行时间的延长线性增加,由于唐南效应Na+的反扩散量大于2价阳离子。FO膜对奎宁和腐殖酸均有较好的截留效果。     

壳聚糖对聚氨酯成膜动力学及膜性能的影响

在聚氨酯(PU)中添加壳聚糖(CS)微粉,通过湿法成膜的方法制备了PU/CS共混膜。采用成膜动力学测试仪测试PU/CS共混膜的成膜速率,研究了CS用量对成膜动力学的影响;用扫描电镜(SEM)对PU/CS共混膜的结构进行表征,并研究了CS用量对PU水通量、孔隙率和吸湿率的影响。结果表明:CS可显著提高PU的成膜速率,使其膜孔数量增加、孔径变大。当CS用量为1.5%时,成膜动力学斜率值由10.98增加到17.50;水通量由1.75 L/(m~2·h)增加到9 L/(m~2·h);透气度由1.045 L/(cm~2·min)增加到2.720 L/(cm~2·min);孔隙率由35.98%增加到54.35%;吸湿率由33.3%增加到58.4%;接触角由77.1°减小到71.3°,此时PU/CS共混膜的综合性能最好。     

正渗透协同电还原处理电镀含铬废水效能探究

针对电镀废水中的六价金属铬危害大、难去除的问题,探究利用正渗透(FO)技术截留浓缩模拟含铬废水的性能,结果表明：随着原料液温度和pH的增加,水通量和截留效果均提升。在FO模式、40℃、pH=8.5条件下,可达到13.73 L/(m²·h)的水通量和89.12%的Cr(Ⅵ)截留率。循环实验结果表明,CTA膜处理含铬废水具有可重复利用性。电化学处理实验结果显示,经正渗透浓缩后,Cr(Ⅵ)的去除率达到62.13%,是浓缩之前的2.16倍,是普通浓缩的4.77倍。FO过程中的反向溶质扩散对还原效率提升起到正向促进作用。     

膜蒸馏对4种染料废水的处理特性研究

利用PTFE-PVDF/PET膜对酸性红(AR)、酸性黄(AY)、亚甲基蓝(MB)及结晶紫(CV)4种染料废水进行处理,分别研究了原料液温度、染料含量和种类对膜蒸馏(MD)渗透通量及染料截留效果的影响。结果表明,原料液温度对渗透通量影响显著,当温度从50℃升到80℃时,膜的渗透通量从10 L/(m~2·h)增加到30 L/(m~2·h);随着染料含量的增加(质量浓度80～140 mg/L),膜的渗透通量及染料截留率呈下降趋势;MD膜带有负电荷,其对同带有负电荷的AR与AY染料有更好的截留效果,且表现出更高的渗透通量。对膜表面的污染进行分析发现带负电荷的MD膜易于吸附带正电荷的MB与CV染料分子,此时带正电染料废水会比带负电染料废水膜污染严重。     

再生盐对正渗透技术处理蒸氨废液膜性能的影响

利用正渗透膜对昆仑碱业的蒸氨废液进行浓缩处理,考察了正渗透膜的工作性能。以原盐盐水作汲取液分别测试清水和废液的汲取效果时,清水通量稳定时可达到22.24L/(m~2·h),废液汲取率最高达到40%,废液膜通量达到了3L/(m~2·h),Ca~(2+)截留率达到99%以上。     

有机粘土辅助的微滤膜处理高浓度含油废水

将有机粘土与陶瓷微滤膜结合处理高浓度乳化油废水.结果表明,有机粘土作为膜过程的助滤剂,能减轻膜污染,在温度30℃、膜面流速5 m·s-1,跨膜压差0.10 MPa的条件下,膜通量为240 L·m-2·h-1,比直接微滤增大了60%.有效改善了出水水质,提高了除油率,渗透液油含量<10mg·L-1,满足排放要求.     

MCM-48改性三醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能表征

采用模板剂法合成了具有三维孔道结构的MCM-48二氧化硅纳米球形颗粒。将MCM-48分散到含三醋酸纤维素(CTA)的铸膜液中,通过相转化法制备了MCM-48\CTA正渗透复合膜。复合膜的表征数据表明,MCM-48成功的掺杂到CTA膜中,而且随着MCM-48含量的增加,膜的亲水性增强,孔隙率增大。正渗透实验结果表明,以纯水为原料液,1 mol/L NaCl为汲取液时,与纯CTA膜相比,MCM-48\CTA膜水通量增加一倍,达到了14.2 L/(m~2·h),反向盐通量为0.15 mol/(m~2·h)。表明,MCM-48纳米颗粒可以有效的优化CTA正渗透膜的分离性能。     

平均孔径与改性氧化物对α-Al_2O_3微滤膜油水分离效率的影响

在膜法处理含油废水的过程中,考察了不同平均孔径和氧化物改性的α-Al2O3微滤膜分离效率。结果表明:采用平均孔径为0.2μm的α-Al2O3微滤膜进行油水分离时,膜渗透通量达166.7L/(m2·h)且膜渗透液中的油含量为8.27mg/L。相对于ZnO改性,TiO2改性的孔径为0.2μm的α-Al2O3微滤膜渗透通量达192.6L/(m2·h),较未改性膜提高15.5%,且表现出较好的抗污染性和耐酸碱腐蚀能力。同时,实验还从改性膜表面亲疏水性能和zeta电位角度,对改性膜渗透通量提高的机理进行了初步研究。     

壳聚糖纳米粒子改性反渗透膜的制备及性能研究

采用反相乳化法制备了壳聚糖纳米粒子(CSNP),以聚醚砜超滤膜为基膜,将CSNP添加在水相中通过界面聚合方法制备了一系列薄层纳米复合(TFN)反渗透膜,研究了CSNP添加量对TFN膜性能的影响。结果表明,CSNP优化添加质量分数为0.010%,即TFN-10膜对NaCl的截留率达到98.89%,水通量为40.53 L/(m~2·h),远高于TFN-0(TFC)膜的水通量(22.92 L/(m~2·h));且TFN-10膜在48 h的长期运行后,水通量和截留率分别稳定在32.20 L/(m~2·h)和99.07%,稳定性良好;对HA抗污染测试中,通量恢复率为83.67%,总污染率为24.84%,抗污染性能明显优于TFC膜(通量恢复率44.88%,总污染率58.19%)。     

UiO-66-NH2与季铵盐协同改性正渗透膜及其对染料废水分离性能

为了提高正渗透(FO)膜对染料的分离与抗污染性能，采用共混相转化法将聚对氯甲基苯乙烯(PCMS)引入聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撑底膜中，经UiO-66-NH₂与PCMS上的氯甲基的亲核取代反应，使UiO-66-NH₂均匀地固定在膜表面，进一步通过改进的界面聚合工艺即在其水相溶液中添加苯基三甲基氯化铵(TMPAC)，制备同时具有高渗透性能和抗污染性的FO复合膜。对支撑底膜和FO膜的结构和性能进行分析表征，并通过FO装置测试FO膜渗透分离和抗污染性能。结果表明，UiO-66-NH₂的引入有效提升了FO膜的亲水性、荷电性及渗透性能，界面聚合工艺中季铵盐的加入极大提升了FO膜的分离和抗污染性能。改性后的FO膜(M2-T)纯水通量可达到22.4 L·m^-2·h^-1，对染料废水中罗丹明6G和橙黄G的截留率可达97.82%和99.84%，经过6 h的罗丹明6G运行后，归一化通量衰减率仅为10.18%，纯水通量恢复率仍有95.66%。     

混凝对微滤膜处理阴极电泳漆废水的影响

采用直接微滤和混凝-微滤两种工艺对阴极电泳漆废水进行处理.结果表明:混凝预处理减轻了膜污染,提高了膜的渗透通量;当膜面流速为4m/s,跨膜压差为0.10MPa,温度为30℃时,稳定通量从直接微滤的47.8L/(m2·h)提高到264.2L/(m2·h),远高于超滤膜的通量.与原水直接微滤相比,混凝-微滤组合工艺改善了出...     

正渗透处理模拟印染废水的性能研究

实验以1 mol/L的NaCl溶液为汲取液,以活性染料印染废水、分散染料印染废水为原料液,探究不同染料类型、膜朝向及温度对正渗透性能的影响,以及不同情况下的膜污染情况。正渗透处理两种染料都有很高的水通量;AL-FS模式初始水通量为14.79 L/(m²·h),COD截留率为98.8%,色度为99.2%。AL-DS模式下分别为17.82L/(m²·h)、93.2%和93.9%;温度由15℃升高到35℃,水通量增加了5.6%,COD截留率降低了1.1%,色度截留率降低了1.2%;超声清洗后AL-FS模式下恢复率为94.3%,AL-DS模式下为91.2%。AL-FS模式优于AL-DS,水通量随温度的升高而升高,膜清洗水通量恢复率较高。     

亲水/水下超疏油的油水分离膜的制备及性能

近年来,膜技术在油水分离中的应用受到了研究者的广泛关注。将ZnO纳米线与氧化石墨烯(GO)片层掺混,利用真空抽滤手段,在聚偏氟乙烯支撑层上制备ZnO/GO薄膜。试验证明,ZnO纳米线在GO纳米片层间的穿插,改进了GO薄膜的内部结构和表面性质,使得薄膜的各项性能均得到改善和提升。ZnO/GO薄膜呈现出亲水和水下超疏油的性质,亲水角和水下亲油角分别为65°和175°;同时,提高膜渗透性能,纯水通量高达2 100 L/(m~2·h),为纯GO薄膜的32倍;在油水分离试验中,ZnO/GO薄膜表现出良好的油水分离性能和抗油污染性能,出水的油含量低于5 mg/L,膜通量恢复率高于80%;在分离实际含油废水时,ZnO/GO薄膜保持良好的抗污染性能和分离性能,通量衰减率为5 L/(m~2·h·min),通量恢复率为80%,分离效率约为92.8%。综上,ZnO/GO薄膜是一种新型高效的油水分离膜,在含油废水处理领域具有良好的研究和应用前景。     

三乙酸纤维素正渗透膜的制备与性能

以三乙酸纤维素（CTA）为膜材料,1,4-二氧六环、丙酮为溶剂,甲醇、乳酸为添加剂,采用相转换法制备了三乙酸纤维素正渗透膜。研究了不同1,4-二氧六环/丙酮配比、添加剂乳酸含量、挥发时间、膜厚度、热处理温度条件下正渗透膜性能的变化规律。研究表明,当采用纯水为原料液,0.56mol/L CaCl2为汲取液时,优化制备的CTA正渗透膜的水通量达到14.10L/(m2?h),溶质反扩散量为0.031mol/(m2?h);采用0.1mol/L NaCl为原料液,4mol/L葡萄糖为汲取液时,优化制备的CTA正渗透膜的水通量保持在5L/(m2?h)以上,对NaCl的截留率大于99%。CTA正渗透膜相比于HTI膜,具有较高的亲水性、水通量、截留率,稳定性更好。     

添加剂共混CA正渗透膜的制备及抗污染性研究

分别以ZnCl_2、乳酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,利用相转化法对醋酸纤维素(CA)正渗透膜进行共混改性。通过扫描电镜(SEM)表征、水通量和截盐率及污染物牛血清蛋白(BSA)与膜之间粘附力的测定等手段研究了添加剂种类及含量对正渗透膜结构、分离性能及抗污染性能的影响。结果表明:3种添加剂对CA膜的分离性能及抗污染性能均有明显提高,其中ZnCl_2含量为2%时,膜性能最佳,其纯水通量达到15.7 L/(m~2·h),截盐率达到99.99%,通量恢复率为96.5%。随着添加剂含量的增加,膜的亲水性增大,纯水通量先增大后减小,但截盐率则因添加剂种类的不同,没有统一的变化趋势。     

溶剂改性氧化石墨烯(GO)杂化反渗透膜性能的研究

研究了不同聚砜(PSF)底膜溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)浸泡时间、氧化石墨烯(GO)添加量对改性GO纳米杂化反渗透膜(GO-RO膜)性能的影响。结果表明,底膜在40℃、DMF质量分数30%的水溶液中浸泡50 min后,所得GO-RO膜具有较好的分离性能,水通量为85 L/(m~2·h),截留率为99.1%,水通量较底膜未浸泡的GO-RO膜提高近75%。使用浸泡50 min的底膜所制备的GO-RO膜在添加GO的质量分数为0.05%时,膜表面GO团聚较少,性能较为优良,水通量为80 L/(m~2·h),截留率为99.1%,水通量较空白对照组提高近100%。原子力显微镜分析显示,随着GO添加量的增加,膜表面粗糙度不断的增加;X射线光电子能谱仪分析显示,随着GO添加量的增加,膜分离层中GO含量也不断的增加。     

改性PVDF中空纤维膜处理汽车脱脂废水的性能研究

采用经过亲水疏油改性的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜对汽车脱脂废水进行了油水分离研究。结果表明,在跨膜压差0.08～0.10 M Pa,浓水回流量为膜初始通量的2倍,进液温度30～40℃的操作条件下,PVDF膜处理脱脂废水的分离效果最佳。在清洗液温度45℃条件下,采用纯水-HCl-Na OH+十二烷基苯磺酸钠(SDS)清洗方式可基本去除膜的不可逆污染,通量恢复率达97%。膜的稳定通量达15 L/(m~2·h),油、化学需氧量(COD)、浊度的去除率分别达到98.0%、92.9%、98.5%以上,滤液油含量低于15 mg/L、浊度低于5 NTU、COD质量浓度低于1 350 mg/L,在脱脂废水处理方面表现出巨大的应用潜力。     

真空膜蒸馏和膜吸收耦合处理电镀废水

采用疏水聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜对高盐有机电镀废水进行真空膜蒸馏(VMD)和膜吸收(MGA)实验。结果表明,在VMD中,曝气可提高产水通量,当曝气量超过2 m3/(m2·h)时,产水通量趋于稳定;随着料液温度和真空度的提高,产水通量显著增加。连续180 d运行实验表明,产水通量保持在2.4~2.6 kg/(m2·h),产水指标除NH3-N含量以外,均达到GB 8978-1996排放二级标准。MGA脱氨实验表明,当产水p H和流速分别为10.5和0.20 m/s,吸收剂浓度和流速分别为0.2 mol/L和0.20 m/s时,在30 min内可将NH3-N的质量浓度从270 mg/L脱除至10 mg/L以下,产水指标达到污水综合排放标准。