陶瓷膜处理地表水的工艺

采用混凝沉降与陶瓷膜超滤的组合工艺处理地表水,考察操作模式、膜孔径、膜构型以及膜通量等对膜过滤性能的影响。结果表明:在恒压操作下,终端过滤的操作压差应小于0.075 MPa,对于孔径大于50 nm的陶瓷膜而言,膜通量随孔径变化不大;错流过滤的膜通量随孔径增大而增大;错流过滤的渗透通量是终端过滤的1.5～2.2倍。恒通量操作下,蜂窝陶瓷膜过滤性能优于19通道陶瓷膜,并在恒通量150 L/(m2.h)下稳定运行。混凝沉降-陶瓷膜组合工艺对浊度的去除率大于99%,对吸收254 nm波长紫外线有机物(UV254)的去除率大于47.7%,产品水的部分指标优于GB 5749—2006中的指标。     

陶瓷膜管外壁预涂动态膜形成特性研究

以错流外压方式在陶瓷膜管外壁面制备高岭土预涂动态膜,讨论了跨膜压差、涂膜液浓度、错流速度及操作温度对膜通量、涂膜量及吸附层与动态膜层阻力比的影响。结果表明:高错流速度下形成的动态膜层较密实,适合处理含细小颗粒物的废水;高压跨膜差下涂膜容易造成基膜的污染;低跨膜压差及高涂膜液浓度下需要较长的涂膜时间,跨膜压差在0.15~0.25MPa范围内较适宜;低涂膜液浓度下形成的动态膜层较薄,抗污染性能较差,涂膜液质量浓度在0.3~0.4g/L下较合适;升高温度易使高岭土颗粒物向陶瓷膜管外壁面沉积和孔内扩散,其中较大高岭土颗粒物更容易向陶瓷管外壁面沉积,形成较松散的动态膜层。     

陶瓷膜微滤集成技术处理电镀废水的研究

研究了孔径分别为0.2、0.5μm的陶瓷膜对电镀废水的微滤行为,考察了温度、错流速度以及跨膜压差等因素对膜通量和镍截留率的影响。研究结果表明,当错流速度维持在3.0 m3/h,跨膜压差为1.2 MPa,温度为35℃时,能获得较好的膜通量和经济效益,此时镍离子的回收率为93.64%。     

动态膜微滤含污泥水及膜污染特征

以陶瓷管为载体,对高岭土动态膜微滤含污泥水性能及膜污染特征进行了较为详细的研究. 考察了错流速度、跨膜压差及污泥浓度对滤出液通量及水质的影响,结果表明,提高错流速度和增大跨膜压差均使滤液通量增加,但错流速度超过2.0 m/s易引起动态膜脱落;污泥浓度增加,则滤液通量明显降低;过滤进行约30 min后,出水浊度基本为0;60 min后,化学需氧量的去除率基本保持在50%以上. 动态膜层及其截留的污染物阻力占总过滤阻力的90%以上. 对膜面特征污染物成分分析表明,P, Ca为膜面主要污染元素,分别占23.77%和20.60%(w);对陶瓷膜孔中不可逆污染物的化学洗脱液分析表明,膜中总有机碳近4370 mg/m2,Ca, Mg是主要无机污染元素,分别约1240和886 mg/m2. 先后用0.2 mol/L的NaOH水溶液和0.1 mol/L的HCl水溶液清洗膜中不可逆污染物,可使基膜通量恢复至新膜的85%.     

动态膜的形成机理及其水处理性能研究

以陶瓷管为载体,对高岭土动态膜的形成及其污水处理性能进行了详细的研究.实验中采用错流过滤方式涂膜,考查了跨膜压差、涂膜液浓度、错流速度及涂制时间等对动态膜形成的影响.通过对实验数据分析可知,动态膜形成初期10～13 min,膜的形成过程可用标准过滤模型描述,在此期间颗粒堵塞载体膜管孔道,致使渗透液通量急剧减小;之后,膜的形成过程符合滤饼过滤模型,这一阶段颗粒主要在载体膜管内壁面沉积,渗透液通量缓慢下降直至基本稳定.制备的动态膜可用于处理城市污水厂二级出水,动态膜对浊度去除率基本上为100%,对COD也有一定的去除作用.     

陶瓷膜净化溶剂油的实验研究

研究了平均孔径0.2 mm的陶瓷膜对含杂质溶剂油的微滤过程,选用不加水和加0.5%(w)水2种料液,考察了操作时间、跨膜压差、错流速度、温度和铝粉含量对膜通量及铝粉截留率的影响,研究了反冲操作、浓缩和污染膜清洗过程. 结果表明,不加水较加水料液的膜通量明显增大;随操作时间延长,膜通量下降至稳定,铝粉截留率迅速增大至100%;跨膜压差增大或温度升高使稳定通量增大;错流速度增大,稳定通量先升高之后不变;铝粉含量越高,膜通量越低. 适宜的操作参数为跨膜压差0.16 MPa、错流流速3.9 m/s和温度40℃. 反冲操作能有效提高膜通量;浓缩过程中膜通量快速下降至平缓阶段再较快降低,净化溶剂油澄清透明;采用0.15%(w)洗洁精和0.25%(w)硝酸清洗可使通量恢复到新膜通量的94.9%.     

陶瓷膜构型对错流微滤酵母悬浮液性能的影响

采用3种构型的陶瓷微滤膜元件对酵母悬浮液进行错流过滤实验,考察陶瓷膜元件的构型对于其错流过滤性能的影响。结果表明:减小陶瓷膜元件的通道直径可以提高料液在膜表面的剪切力,有助于提高过滤稳定通量和临界压力,在3 m/s膜面流速、0.1 MPa跨膜压差条件下,单管、19通道、55通道的稳定通量分别为96、128、196 L/(m2.h);在3 m/s膜面流速条件下,3种陶瓷膜元件的临界压力分别约为0.15、0.2、0.2 MPa。另外,减小通道直径还可以减小滤饼层的比阻,有利于降低过滤阻力;与提高膜面流速来增大过滤通量的方法相比,减小陶瓷膜的通道直径具有能耗较小的优点。     

臭氧对陶瓷膜过滤特性的影响

为了提高陶瓷膜的通量和过滤效果,采用臭氧-陶瓷膜组合工艺对水厂源水进行试验,研究了臭氧对陶瓷膜通量和过滤效果的影响。试验发现:在源水中投加臭氧可使陶瓷膜通量有一定程度的增加,且膜孔径越大其增加幅度越明显。对于10 nm陶瓷膜,臭氧投加量为1 mg.L-1时通量最大,增加约25%～30%;对于100 nm陶瓷膜,臭氧投加量5 mg.L-1时通量最大,增加约40～55%。随着臭氧投加量的增大和运行时间的延长,10 nm和100 nm陶瓷膜的出水浊度基本不受影响,出水浊度均稳定,约0.07～0.10 NTU。投加臭氧对10 nm、100 nm陶瓷膜去除源水中UV254均有一定促进作用,10 nm陶瓷膜对UV254的去除率可增加约9%～18%,100 nm陶瓷膜对UV254的去除率可增加约3%～7%。     

催化反应与膜分离耦合系统中镍催化剂的使用

在用于对硝基苯酚加氢制备对氨基苯酚的反应-膜分离耦合系统中,催化剂在反应时以悬浮态形式应用,然后用无机陶瓷膜分离回收,催化加氢速率及膜过滤速率是决定该系统运行效率的关键.研究通过综合考察镍粉体催化剂的反应活性与膜分离性能来选择合适的催化剂.实验结果表明,在研究体系中,化学还原法制备的纳米镍粉活性优于物理气相沉积法制备的纳米镍粉和微米镍粉,主要因为化学还原法制备的纳米镍粉具有较大的活性比表面积.膜分离几种镍粉时,活性较高的纳米镍通量较低,而活性较低的微米镍通量较高.通过将具有高活性的纳米镍粉与具有高通量的微米镍粉以适当比例混合使用,不仅可以获得较高的催化活性,同时可以改善膜通量,对反应-膜分离耦合系统的工业化应用具有参考价值.     

面向过程的陶瓷膜材料设计理论与方法(Ⅰ)膜性能与微观结构关系模型的建立

提出了面向过程的陶瓷膜设计基本研究框架,分析了膜的孔径分布与悬浮液颗粒体系粒径分布对过滤过程的影响,提出采用堵塞因子来表征膜的初始堵塞污染情况,建立了颗粒体系微滤过程中的膜微观结构与性能关系新模型,不仅可以计算膜通量随时间的变化,且能预测陶瓷膜结构参数对膜通量的影响.模拟结果与实验值有较好的一致性.     

平板膜污泥浓缩工艺中污染膜的膜清洗方式

该文研究了平板膜污泥浓缩工艺中污染膜的清洗,分析了不同种类、不同浓度化学药剂的清洗效果,重点评估了膜通量恢复率、膜表面形态、临界通量等性能。结果表明Na Cl O为最有效清洗药剂,清洗后膜水通量恢复最显著,膜表面孔隙率恢复最高,Na OH药剂不适宜于该工艺中膜的清洗。此外,试验确定0.1%草酸和1%Na Cl O的组合清洗方式为污泥浓缩工艺中膜清洗的最佳清洗方式,经组合清洗后的膜表面形态基本完全恢复,临界通量可高达32~35 L/m2·h。     

膜分离技术

本文简要回顾了膜分离技术的发展历史。简述了膜分离技术的基本原理及分类，并对其发展趋势进行了展望。     

降低膜生物反应器中膜污染的研究

根据膜生物反应器中膜污染的几种类型,分析了膜污染形成的原因,介绍了几种描述膜污染的数学模型。从膜本身性质、料液性质到操作过程等总结了几种防止或降低膜污染的方法,提出了曝气生物滤池与膜过滤组合降低膜污染的工艺。     

膜生物反应器的运行和膜污染特征

研究了膜生物反应器的运行效果、膜污染特征。结果表明：膜生物反应器具有良好的污染物去除效果,在处理生活污水时COD的去除草达到90％以上,出水COD控制在80mg·L^－1以下,NH4-N的去除效果能达到95％,出水NH4-N浓度10mg·L^-1以下,膜污染的过程呈现明显的“两段式”特点,即过膜压力缓慢上升阶段和快速上升阶段。采用NaOH＋NaClO联合清洗后,膜的过膜压力迅速下降,表明膜污染以有机污染为主。     

固定化酶膜中凝胶层膜的制备与性能研究

以高性能杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）中空纤维超滤膜为底膜制备了酶膜反应器,采用改进后的Newel法制备凝胶层膜,比较了鞣制过程中静态法与动态法的优劣,考察了明胶涂敷、交联剂浓度、鞣制温度对凝胶层膜性能的影响,并探讨了凝胶层膜的清洗与再生条件。结果表明,以质量浓度为10g／L,过滤时间为30min的明胶,质量分数为2％、温度为35℃的戊二醛溶液为交联剂动态鞣制凝胶层膜为最佳实验条件,并且以酸洗和碱洗相结合的方法清洗再生凝胶层膜,效果良好。     

无机膜与有机膜分离技术应用特性比较研究

通过对无机膜和有机膜分离技术的概念类别、制备方法、应用领域、膜性能参数和膜清洗方法等多方面特性的比较分析,无杌膜在装填密度、制作成本及工业化应用等方面有待优化完善,但在耐污能力、运行稳定性和膜再生性能等方面却具有一定优势.     

分子筛复合膜

本文综述了分子筛复合膜的制备方法，介绍了分子筛复合膜在混保气体分离中的应用及分离机理。     

陶瓷分离膜材料制备工艺

介绍陶瓷分离膜材料的制备方法，其中包括固态粒子烧结法、Sol—gel法及陶瓷膜的修饰技术。     

用于膜蒸馏的膜材料现状

综述了用于膜蒸馏的膜材料及其性能。阐述了聚四氟乙烯膜用于纯水及盐水物系的膜蒸馏性能。膜应用物系的广泛性及其截留性能；介绍了聚偏氟乙烯膜结构的非对称性，不同添加剂和非溶剂对其性能的影响；评述了聚丙烯平板膜及中空纤维膜的研制及应用现状，并比较了3种膜材料的性能及研制方法，同时对膜蒸馏膜材料的研究开发前景进行了展望。     

膜的清洗及杀菌

分析了膜污染物的成分，系统地介绍了用于各种膜清洗的化学药品和杀菌剂的使用条件及洗涤效果。