疏水陶瓷膜脱除油中水分的研究

对采用平均孔径50nm、表面疏水的陶瓷膜脱除油中水分的过程进行了研究,考察了跨膜压差、膜面流速、原料液水含量对膜渗透通量及水截留率的影响.结果表明,采用疏水陶瓷膜脱除异辛烷中水分可得到较好的分离效果;增大跨膜压差或减小原料液水含量可以增加膜稳定通量,而随着膜面流速的增加,膜稳定通量先升后降.实验得出适宜的操作参数为跨膜压差0.1MPa、膜面流速1.67m/s,获得的水截留率均在98%以上.基于所用陶瓷膜稳定的亲油疏水表面,渗透侧水含量在不同的操作条件下变化很小.     

含油污水陶瓷膜处理工艺的数值模拟

陶瓷膜污水处理技术近年来在油田含油污水领域得到了迅速发展,跨膜压差、处理温度以及油滴和悬浮颗粒的浓度都直接关系到膜处理时对离散相粒子直径的选择性和处理效果.运用Fluent计算软件在微观上对含油污水的处理条件(包括跨膜压差、温度以及含油污水的浓度)进行了数值模拟研究,结果表明,在适当的跨膜压差下,提高污水处理温度,减小含油污水浓度(进行污水预处理)可以减小膜污染的程度,从而明显地提高污水处理的效果.     

无机陶瓷膜澄清食醋工艺研究

应用无机陶瓷膜微滤技术对老陈醋进行除浊除茵试验研究.通过探讨无机陶瓷膜平均孔径、跨膜压差、膜面流速、操作温度、料液浓缩比等操作参数对过滤效果的影响,确定了适宜的工艺分离条件.无机陶瓷膜澄清食醋工艺在最佳操作条件(常温,采用平均孔径为0.1μm无机陶瓷膜,跨膜压差0.14 MPa、膜面流速2.0 m/s、最大浓缩倍数9)下,平均膜渗透通量可达40 L/(m2·h);过滤后的食醋不仅感观、理化和卫生指标符合国家标准,而且放置两年后无返浑现象.     

陶瓷膜浓缩Iota卡拉胶的初步研究

采用Al2O3/ZrO2陶瓷膜浓缩Iota卡拉胶,考察了进料液初始浓度、操作压力、膜面流速和运行温度等因素对膜通量、卡拉胶浓缩倍数、膜总过滤阻力的影响.结果表明陶瓷膜浓缩卡拉胶的速度受到进料液浓度等的影响.当初始质量分数为1％时,获得的最佳操作参数是:操作压力为0.2 MPa,错流速度为4.8 m/s,运行温度为70℃.在此过程中最大膜通量为81.3L/(m2·h),运行时间为105 min,可以将卡拉胶溶液浓缩3倍.该结果说明陶瓷膜可以有效地浓缩Iota卡拉胶.     

陶瓷基双疏膜的制备及其氨氮废水处理性能

开发有效处理氨氮废水的高效膜技术具有重要的研究意义，本研究以尖晶石(Spinel)陶瓷膜为载体，通过二氧化硅纳米颗粒(Nano-SiO₂)负载和长链氟硅烷修饰，形成低表面能和多级凹入表面结构的陶瓷基双疏膜(F-SiO₂-spinel),水和油的接触角分别为163.2°±6.8°和122.4°±2.8°.进而研究了陶瓷基双疏膜在直接接触膜蒸馏过程处理氨氮废水的性能，重点探究了不同运行条件下的传质分离性能.结果表明，降低进料液温度能有效提高选择性，而提高进料液pH值对选择性和传质过程都具有促进作用.当进料液温度为30℃,pH值为12时，F-SiO₂-spinel陶瓷基双疏膜的传质系数达到4.8×10^-5 m/s,选择性达到34.14,优于氟化陶瓷膜(F-spinel).本研究制备的陶瓷基双疏膜在氨氮废水处理应用中显示出一定的潜力，可为膜法氨氮废水的高效处理提供一种新途径.     

不同孔径陶瓷膜硅烷改性及油水分离性能研究

具有低表面能的疏水陶瓷膜常用于含水油液分离,而渗透通量的提高是提升膜分离过程经济性的关键.本文通过有机硅烷接枝改性制备疏水陶瓷膜,研究硅烷改性对不同孔径陶瓷膜结构及油水分离性能的影响。以孔径为1 000 nm、100 nm、10 nm的3种陶瓷膜为研究对象,考察不同孔径陶瓷膜硅烷化改性前后膜表面微观形貌、润湿性及渗透阻力的变化,评价3种孔径疏水陶瓷膜在溶剂、酸碱等环境下的稳定性,并将3种孔径硅烷改性的陶瓷膜用于油包水乳液分离.结果表明,孔径越小的膜硅烷化改性后渗透阻力增幅越大,尤其是当孔径达到10 nm,改性前后渗透阻力相差近3倍;原膜孔径对改性膜润湿性影响不大,且均表现出良好的耐溶剂性、耐酸碱性.低压高流速的操作方式有利于提高改性膜通量;对于水含量1 000μL/L的W/O乳液,3种改性膜对水的截留率均超过93%,渗透液水含量低于70μL/L,其中1 000 nm改性膜通量最高,达375 L/(m²·h),而10 nm膜更不易被污染;对于水含量10%(体积分数)的W/O乳液,1 000 nm改性膜污染非常严重,通量迅速下降为14.1 L/(m²     

炭膜处理含油污水的研究

用不同孔径的炭膜对乳化含油污水进行处理,考察了跨膜压差,原料液浓度以及进料流量对膜渗透通量的影响,比较了不同的清洗剂对膜通量的恢复效果,给出了恢复膜通量的精洗方法。     

碳化硅陶瓷膜在油水分离中的应用研究

以孔径为0.1μm的碳化硅陶瓷膜,在跨膜压差0.2MPa、温度20℃、伴有固定时间间隔的反冲洗浓排条件下,通过死端过滤处理含油废水.结果表明,膜通量大,出水质量满足<碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法>标准(SY/T-532994)的要求,可以作为回注水;且膜简易清洗后,通量可100%恢复.     

硝酸铵-微量硝酸钙体系的纳滤过程研究

采用DL和DK两种型号聚酰胺复合纳滤膜处理含微量钙离子的硝酸铵水溶液,考察了跨膜压差、膜面流速、料液温度等条件对硝酸铵的透过率、钙离子的截留率以及透过液通量的影响.结果表明,纳滤膜可以在保持对硝酸铵透过率不低于90%的同时,对钙离子有最高80%的截留率;提高跨膜压差会首先提高截留率,再降低截留率;提高膜面流速会提高截留率;透过液通量主要受跨膜压差和温度的影响,均为正相关;实验结果还表明,常量硝酸铵的存在降低了纳滤膜对微量钙离子的截留率.     

N掺杂TiO2陶瓷膜的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备N掺杂TiO2溶胶,用浸渍-提拉方法将溶胶涂敷在陶瓷膜表面,制备具有抗污染性能的光催化陶瓷膜。光催化与膜分离技术相结合,处理含盐直接耐酸大红4BS染料废水,考察了料液pH值、初始浓度、跨膜压差、膜面流速等因素对含盐染料废水处理效果的影响。结果表明,该复合陶瓷膜对4BS染料的截留率在99%以上,对无机盐的截留率低于1%,光催化膜分离耦合的膜通量较单一膜分离的通量提高90%。     

无机碳膜处理油田生化出水

为解决稠油污水膜法资源化的预处理问题,采用无机碳膜处理油田生化出水。研究了跨膜压差和温度对膜通量大小以及膜通量稳定性的影响。研究表明:经40nm无机碳膜处理后SDI小于3,悬浮物含量小于0.1mg/L,浊度小于0.1NTU,满足反渗透进水要求;最佳工艺条件为跨膜压差0.3MPa,温度区间36℃～40℃。     

混凝-陶瓷膜微滤处理阴极电泳漆废水研究

提出用混凝与陶瓷膜微滤组合工艺处理阴极电泳漆废水的方法,研究了pH值对CODCr去除率的影响,操作压差、膜面流速对膜通量的影响,得到了适宜的操作条件和有效的膜清洗方法.结果表明:料液pH值为6.7时,混凝过程对CODCr去除率的贡献约63%,之后的微滤使废水中CODCr的去除率增加到85%.采用平均孔径为0.2μm的氧化锆膜,在膜面流速4.2 m/s,压差0.10 MPa,温度30℃,膜稳定通量约250 L/(m2.h),渗透液可作为涂装车间循环冲洗水用.混凝作为前处理过程有助于提高膜的渗透通量,降低膜污染,改善出水水质.     

陶瓷膜澄清食醋的工艺研究

采用陶瓷膜技术澄清食醋时加了预处理工序,对有无预处理工序的两种工艺进行了膜通量变化和膜再生的对比研究.结果表明:预处理后的食醋经陶瓷膜澄清时,通量衰减缓慢,膜再生效果好.在此工艺路线下研究了各影响因素对膜通量的影响,确定了适宜的工艺参数:膜孔径80 nm、跨膜压差0.14 MPa、雷诺数6 000、料液温度25~30℃、浓缩倍数不大于10;采用分步反冲技术使平均膜通量维持在43 L/(m2.h)以上;化学清洗方法可使膜通量恢复至96%以上;澄清后的食醋的质量指标均符合国家标准,避光放置18月以上无返混现象.此工艺比单独膜澄清时的膜使用寿命增加0.5年左右,运行成本减少了3.71元/t(现在生产成本为30.01元/t).系统运行近两年,运行稳定.     

高岭土/水合MnO2复合预涂动态膜的制备

为制备出抗污染预涂动态膜,本研究以高岭土和水合MnO2溶胶为涂膜材料,在陶瓷膜管外表面涂制双层复合预涂动态膜,通过对比分析考察该动态膜对乳化油废水的处理效果,并讨论水合MnO2主要制备条件和工艺操作条件对乳化油分离性能的影响,结果表明:制备的复合预涂动态膜具有内层疏松,外层密实的结构,处理乳化油废水表现出极强的分离性能;碱性条件下用0.3 g/L的KMnO4溶液合成水合MnO2可制备出分离性能更佳的复合预涂动态膜;负压抽吸增加跨膜压差、提高搅拌速度以及在285～308 K温度范围内增加温度都可使膜通量增加,但对截留性能的影响不大.     

陶瓷微滤膜强化过程的工艺条件研究

以钛白粉水洗液为处理对象,利用湍流促进器对陶瓷膜微滤过程进行强化研究,考察了膜孔径、过滤方式以及操作条件（错流速度、过滤压差、温度、浓度）对强化过程的影响,确定了合适的膜孔径和过滤操作参数     

陶瓷膜错流微滤海水的污染机理

通过对陶瓷膜膜通量随时间衰减的分析,在Hemia的颗粒体系理论模型的基础上,分析海水超滤体系中完全堵塞、中间堵塞、标准堵塞和滤饼堵塞4种堵塞模型对膜污染的控制程度,并确定整个膜污染过程并不是单一的膜堵塞模型控制,而是由多个模型联合控制,且随时间的变化而逐渐从标准堵塞向饼层堵塞过渡.以平均孔径为0.1μm陶瓷膜为研究对象,在跨模压差(TMP)为0.10 MPa下,处理絮凝沉降后的海水,研究膜面流速为2.5 m/s通量衰减情况及上述四种堵塞模型随通量衰减的符合程度.     

基于跨膜压差变化特征的膜生物反应器曝气条件的优化

采用膜生物反应器对石化废水进行处理,在300L/h,150L/h及75L/h三个曝气量下,研究跨膜压差及单周期跨膜压差变化率(K)的变化特征.试验结果表明:跨膜压差呈指数型曲线变化,跨膜压差与运行时间的关系式为:ΔP=Aebt.不同曝气量下,单周期跨膜压差变化率K的变化范围为0~2.5Pa/s,曝气量的改变并不能改变K值增大的趋势.但是,曝气量对K值变化特征有影响,在提高曝气量的条件下,K上升的速率较缓.可依据单周期跨膜压差变化率K的变化趋势,对膜生物反应器的曝气进行过程控制,并同步减缓膜污染的进程.     

改性TiO2陶瓷膜用于膜蒸馏脱盐的研究

以渗透通量和脱盐率为实验考核指标,对疏水性TiO₂陶瓷膜进行三因素四水平气隙式膜蒸馏正交实验,考察操作条件（进料温度、NaCl溶液浓度、进料流量）对实验考核指标的影响以及膜片的脱盐效果.由实验结果的极差分析和方差分析得知:渗透通量受进料温度的影响最为显著,且随进料温度、进料流量的提高而显著增加,而NaCl溶液浓度对渗透通量几乎无影响;NaCl的脱盐率受进料温度影响显著,且随进料温度、NaCl溶液浓度的增加而下降,进料流量对脱盐率几乎无影响;进料温度的确定需根据实际条件,同时考虑能耗和通量的基础上折中选择;所制备的陶瓷膜用于质量分数为2%的NaCl溶液脱盐效果较其它浓度NaCl溶液的好,可适当加大进料流量,以增大渗透通量从而增加透过水产量.     

气隙式膜蒸馏法浓缩氢氧化钠溶液的实验研究

利用能量回收气隙式膜蒸馏组件浓缩氢氧化钠溶液,研究了进料温度、流速、浓度对膜通量、造水比和截留率的影响.结果表明,膜通量和造水比随着进料温度T_3升高而增大,随着进料浓度的增加而减小;料液流量增加时膜通量增大,造水比降低.当料液浓度为110g/L,进料温度T_1为40.0℃,T_3为95.0℃、流量为15L/h时,膜通量为6.3kg/(m~2·h),造水比为5.1,截留率可达99.9%.     

陶瓷微波膜强化过程的工艺条件研究

以钛白粉水洗液为处理对象，利用湍流促进器对陶瓷膜微滤过程进行强化研究，考察了膜孔径，过滤方式以及操作条件（错流速度、过滤压差、温度、浓度）对强化过程的影响，确定了膜孔径和过滤操作参数。