正渗透膜分离技术处理生活污水的实验研究

以正渗透膜分离系统为实验装置对某校园生活污水进行处理,考察了正渗透膜在膜朝向不同时对水通量和氮的截留效率的影响以及膜污染的状况。结果表明,正渗透过程活性层朝向原料液侧的FO模式下水通量下降趋势较小,水通量较稳定,且对污水中的氮污染物的截留效果好于压力阻尼渗透过程活性层朝向驱动液侧的PRO模式。FO模式运行下的膜污染比PRO模式相对较轻,污染物质在膜的活性层表面形成了胶状层,采用去离子水浸泡+设备运行冲洗的物理方法对污染的膜进行清洗后,膜活性层表面的大部分污染物被清除,膜表面的初始形态可基本恢复。     

复合正渗透膜的过滤特性及对二级出水截留效果研究

以某污水厂二级出水为原料液,采用型号TFC-ES正渗透膜研究过滤过程中的工艺特性(膜朝向、汲取液的种类及含量、错流速度)及适宜的膜清洗条件,以优化操作条件、降低浓差极化、减轻膜污染、提高正渗透膜性能。结果表明,以FO模式(活性层朝向原料液侧,AL-FS)、7.25 cm/s的错流速度、1 mol/L的Mg Cl2溶液作为汲取液时,复合正渗透膜的纯水通量大于9 L/(m2·h),反向盐截留率保持在99.90%以上。二级出水产生的可逆膜污染可采用简单的水力清洗方法,以17.4 cm/s的错流速度,去离子水清洗30 min后,膜通量恢复率大于90%。同时复合正渗透膜对二级出水中的溶解性固体(TDS)截留率高达98%以上,对金属离子Al~(3+)和Fe~(3+)的截留率可分别达到97%和100%,有机物、TN和TP的截留率均在82%以上,可为正渗透技术应用于废水处理提供相应参考。     

正渗透膜分离糖类有机物的影响因素研究

实验以蔗糖等中性亲水小分子有机物作为模型污染物,考察了汲取液浓度、分子量、膜朝向等因素对正渗透分离糖类有机物的影响.结果表明,蔗糖等糖类有机物能被正渗透膜有效截留.4mol/L的较高浓度汲取液导致通量明显下降.当膜活性层朝向汲取液时,增大糖类的分子量(1 000Da)导致膜通量降低,而膜截留率为91.2％.水通量产生的...     

纳滤法处理含氟废水工艺条件的研究

采用Dow FilmTec公司的NF-90纳滤膜处理模拟含氟废水,主要考察了压力、pH、流量、温度、氟离子初始浓度等对膜渗透通量和氟离子截留率的影响。结果表明:压力升高,膜渗透通量增大,氟离子截留率先增大后减小;pH对膜渗透通量无明显影响,氟离子截留率随pH的升高而增大;流量升高膜渗透通量和氟离子截留率略有增大;温度升高,膜渗透通量增大,氟离子截留率降低;氟离子初始浓度增大,膜渗透通量减小,氟离子截留率降低。在压力1.0 MPa、pH 10.01、流量30 L/h、温度20℃的条件下NF-90膜截留率可达到95%;当处理氟浓度小于100 mg/L,出水氟浓度可达到国家工业一级排放标准。     

海水驱动不同正渗透膜分离性能对比研究

以天然海水作为正渗透汲取液,对比研究CTA-ES和TFC-ES正渗透膜在不同膜朝向和错流速度下的清水通量和截留污染物效果,结果表明,2种正渗透膜在不同膜朝向下通量变化趋势类似;错流速度对活性层朝向汲取液侧运行模式(PRO)运行影响较大,体积流量为2 L/min时,正渗透性能较稳定;相同操作条件下,TFC膜具有较高的纯水渗透性和盐排斥性,最高通量是CTA膜的1.6倍以上,特性反向溶质通量在0.5以下,更适用于脱盐过程;CTA膜的运行稳定性较好,对污染物的截留率在93%以上,截留效能要优于TFC膜。     

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。     

无机陶瓷膜在植物油废水处理中的实验研究

植物油炼制及餐饮业均排出大量的含油废水,对环境造成严重污染。文中采用陶瓷膜技术处理植物油废水,实验考察不同膜材质和膜孔径对渗透通量和油截留率的影响,结果表明,孔径为0.2μm的氧化锆陶瓷膜适宜于植物油废水的处理。废水性质对膜分离性能的影响显著,随着油质量浓度、盐浓度的增大,膜稳定通量明显下降。在跨膜压差为0.15 MPa,操作温度30℃,错流速率为4 m/s下,膜稳定通量为150 L/(m2.h);实验条件下油截留率均在98%以上。     

正渗透策略和化学清洗海水淡化反渗透膜

为解决海水淡化过程中反渗透膜的污染问题，研究了基于正渗透策略的反渗透产水、模拟反渗透浓水、模拟海水不同的组合清洗和清洗时间对膜通量和截留率的影响。针对不可逆污染，研究了不同化学清洗药剂、浸泡时间、浓度对膜通量和截留率的影响。结果表明，正渗透策略清洗方式中，淡水/模拟反渗透浓水的组合清洗方式效果最佳，其归一化通量从9.48 L/(m²·h·MPa)提升至13.6 L/(m²·h·MPa)，截留率从80.59%提升至92.80%。此外，经质量分数为2%的柠檬酸溶液浸泡2 h后，再使用质量分数为1%的乙二胺四乙酸四钠盐和0.3%的三聚磷酸钠溶液浸泡1.5 h，其归一化通量从9.48 L/(m²·h·MPa)提升至14.3 L/(m²·h·MPa)，截留率从80.59%提升至96.27%。从SEM和AFM图可以看出，正渗透清洗策略并未对膜表面选择层造成损坏，且可以清洗膜表面的有机污染物和无机污染物，因此，应用这种方法对污染的反渗透膜进行清洗，可延长化学清洗周期，减少化学清洗剂用量，具有一定的工业应用前景。     

商业正渗透膜的改性及其用于处理焦化废水的研究

正渗透技术是一种新兴的膜分离技术，在处理有机废水方面具有广阔的应用前景。分别对Poten以及HTI商业正渗透膜进行改性，并用于对焦化废水中难降解毒性小分子(吲哚和吡啶)的截留测试。探究了水相单体PIP浓度、膜朝向、汲取液浓度对改性前后两种膜水通量、J_s/J_w比值、有机物截留率的影响，以及改性前后两膜特征参数的变化。结果表明：对Poten膜和HTI膜进行界面聚合改性后，膜水通量以及J_s/J_w比值都不同程度地降低；改性后的两正渗透膜水渗透系数A、盐渗透系数B均降低，而膜结构参数S以及对NaCl和有机物的截留率均提高；其中HTI-IP复合膜对有机物的截留率(81%)明显高于IP-2(改性Poten膜)复合膜；与FO模式相比，IP-2复合膜在PRO模式下(汲取液面向活性层)具有更高的水通量及反向盐通量。此外，在两种膜朝向下，水通量及反向盐通量都随汲取液浓度的增大而增大，但是在FO模式下(料液面向活性层)，通量呈现非线性增长。     

不同超滤膜处理二级出水的膜污染机制研究

为探究截留分子量与材质对污染物的去除效果,并分析二者对抗污染性能的影响,使用不同材料(PES、PVDF)和不同截留分子量(50,100 kDa)的超滤膜处理二级出水。结果表明,对于溶解性有机物(DOC)的去除效果,相同材料,截留分子量为50 kDa超滤膜优于100 kDa;100 kDa的超滤膜,PES材料优于PVDF。材料相同,100 kDa超滤膜膜通量下降程度小,反冲洗后,膜通量恢复程度越好,可逆污染占比较大;孔径相同,PES超滤膜的膜通量下降较慢,反冲洗效果更好,不可逆污染更轻。膜污染模型分析中,材料相同,100 kDa膜片对4种污染模型的拟合系数均高于50 kDa,4种污染模型造成的污染更加显著,膜污染过程更加复杂。     

天然有机质污染对纳滤膜去除水中邻苯二甲酸酯的影响

选用具有不同特性的2种纳滤膜NF90和NF270,采用错流试验研究了被天然有机质污染前后纳滤膜对水中邻苯二甲酸酯的去除效率和渗透通量。结果表明,NF90对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)具有较高的截留率,分别为87.9%、95.3%和100%,且截留率随着有机物分子量的增大而增大;NF270对DMP、DEP和DBP的截留率分别为32.1%、50.4%和50%,较NF90的截留率低,且对分子量较大、较疏水的DBP未呈现较高的截留率。在进料液中添加海藻酸钠后,2种纳滤膜的渗透通量明显下降;污染后2种纳滤膜对DMP的截留率分别提高了5.9%和2.4%,对DEP的截留率略有下降,对DBP没有显著影响。改变离子强度(10 mmol/L到20 mmol/L)使NF270对DMP、DEP和DBP的截留率分别下降了2.4%、1.5%和1.5%,而NF90对3种邻苯二甲酸酯的截留率没有明显变化。     

不同超滤膜处理二级出水的膜污染机制研究

为探究截留分子量与材质对污染物的去除效果,并分析二者对抗污染性能的影响,使用不同材料(PES、PVDF)和不同截留分子量(50,100 kDa)的超滤膜处理二级出水。结果表明,对于溶解性有机物(DOC)的去除效果,相同材料,截留分子量为50 kDa超滤膜优于100 kDa;100 kDa的超滤膜,PES材料优于PVDF。材料相同,100 kDa超滤膜膜通量下降程度小,反冲洗后,膜通量恢复程度越好,可逆污染占比较大;孔径相同,PES超滤膜的膜通量下降较慢,反冲洗效果更好,不可逆污染更轻。膜污染模型分析中,材料相同,100 kDa膜片对4种污染模型的拟合系数均高于50 kDa,4种污染模型造成的污染更加显著,膜污染过程更加复杂。     

正渗透膜生物反应器膜过滤特性研究

以氯化钠为驱动溶质,采用正渗透膜生物反应器处理模拟生活污水,系统地考察了各因素对正渗透膜过滤性能的影响。结果表明,随着驱动液浓度增加,水通量和反向盐通量也随之增加;正渗透膜活性层朝向驱动液时(AL-DS)的水通量和反向盐通量较活性层朝向原料液(AL-FS)时大;水通量和反向盐通量与错流速率正相关,在错流速率较低时增加不明显;随着活性污泥浓度增加,水通量呈下降趋势,而反向盐通量呈上升趋势。     

陶瓷膜纳滤处理小分子染料废水试验研究

利用陶瓷膜纳滤处理小分子染料废水,考察了染料质量浓度、跨膜压差、膜面流速、pH和盐质量浓度等对膜的渗透通量和染料截留率的影响。结果表明,分子质量低于膜截留分子质量的3种染料的截留率有较大差异。低染料质量浓度、高跨膜压差、高膜面流速和低pH有利于提高渗透通量。并考察了盐质量浓度对纳滤性能的影响,结果发现,随着盐质量浓度的增加,膜的渗透通量上升,染料截留率下降;而当盐质量浓度增加到高盐体系时,膜的渗透通量下降,染料截留率上升。     

气液两相流强化卷式纳滤膜分离酵母/MgSO_4混合溶液

考察了气液两相流在DK2540F卷式纳滤(NF)膜组件中对酵母/MgSO_4混合物的强化分离效果。研究了不同条件下对卷式纳滤膜渗透通量、截留率和渗透通量增加率的影响。结果表明,两相流能够明显提高酵母/MgSO_4混合物在卷式NF膜中的分离效果。在跨膜压力较高、气液比较大的条件下,酵母悬浮液的通量明显增强,通量增加率可达15. 2%。同时,在分离酵母/MgSO_4混合物时,跨膜压力越低,气液比越高,增强效果越好,渗透通量的增长率能够达到40%以上。另外,气液两相流几乎不影响MgSO_4的截留率,且MgSO_4的截留率几乎维持在90%~94%之间。     

正渗透浓缩浓盐水影响因素研究初探

采用反渗透海水淡化后的浓盐水为原料液,考察了驱动液种类、切向流速(泵转速)、原料液浓度、活性层朝向等变量对正渗透过程水通量的影响。结果表明,在相同浓度下的驱动溶液,氯化钙作为驱动溶液产生的水通量最高;氯化纳次之;葡萄糖最小,但膜对氯化钠的截留率最高,随着驱动液浓度的增大,对应的水通量增大,但水通量的增加量随驱动液浓度的增大而减小;当膜的活性层朝向原料液(正渗透模式)时,初始水通量远小于膜的活性层朝向驱动液(压力阻尼渗透模式)的水通量,但在驱动液浓度相同时正渗透模式下的平均水通量更高。在切向流速达到1 L/min后,水通量受切向流速的影响较小。最后采用HTI膜在正渗透模式下以5 mol/L NaCl溶液为驱动液、切向流速为1 L/min的条件下连续运行进行浓缩,约30 h后,在原料液的容器壁上发现了少许的沉淀物,原溶液的Na Cl回收率可达到52.6%。     

氯化锂对聚醚砜膜过滤性能和污染行为的影响

向聚醚砜(PES)铸膜液中添加无机氯化锂(LiCl)颗粒,通过相转化法制备PES膜,考察LiCl含量对PES膜过滤性能和污染行为的影响,分析污染物过滤堵塞模型。结果表明,LiCl的添加质量分数为5%时,PES膜孔径增大80%,水通量增加了3倍;LiCl并没有削弱PES膜对牛血清蛋白的截留效果,其截留率高达97%。而且,5%氯化锂的添加使PES膜污染指数和污染液比阻降低了82%以上,PES膜的抗污染能力显著提升。LiCl对PES膜的污染机制无明显影响,模拟污染物对PES膜的污染机制以标准堵塞为主。     

正渗透膜有机污染的实验研究

选择海藻酸钠、牛血清白蛋白和单宁酸作特征污染物,研究了错流过滤的正渗透膜系统处理水中有机物时,通量的变化和污染物在正渗透膜沉积的关系,在没有有机物的空白实验中,初始的水通量为8.42 L/(m2·h),所有的通量都除以初始通量来进行标准化。结果表明,不同污染物对通量的影响差别很大,海藻酸钠的加入极大地影响了通量的变化,然而牛血清白蛋白和单宁酸对通量的影响非常轻微。实验还通过扫描式电子显微镜和傅立叶红外光谱仪对污染后的正渗透膜进行了表征,在膜表面发现了大量的海藻酸钠,说明其引起的膜污染很严重,相比之下,牛血清白蛋白和单宁酸的污染却很不明显。同时对污染后的正渗透膜进行了洗脱,测量了洗脱液的总有机碳(TOC),结果相同。     

壳聚糖/无纺布复合膜的制备及其耐污染性能研究

采用内表面涂覆法,制备天然高分子壳聚糖与聚丙烯无纺布的复合膜。环境扫描电子显微镜观察发现,壳聚糖/无纺布复合膜的形态结构变化较小。衰减全反射-傅立叶变换红外光谱分析表明膜表面引入了-OH和-NH2。复合膜表面的亲水性明显提高,水动态接触角从基膜的95°降至改性后的33.4°。通过考察膜的清水通量和阻力及MBR运行出水的粒径分布,分析基膜及复合膜的渗透和截留性能,表明复合膜的渗透能力和截留能力比基膜均有提高。对复合膜的抗污染性能进行了分析,结果表明复合膜表面BSA的静态吸附量降低了96.5%,在MBR中持续运行60小时后,纯水通量降低率比无纺布基膜低24.66%,通量在水洗和化学清洗后的恢复率比基膜分别高38.76%和35.78%,而污染后的比通量是基膜的1.85倍。表明无纺布膜在经过壳聚糖改性后,抗污染能力明显增强。     

腐殖酸共存条件下NF90纳滤膜去除水中邻苯二甲酸二丁酯

水中共存有机物会对纳滤产生影响,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为对象,研究了NF90膜对纯水、模拟水和河水中DBP的去除效果。DBP的初始质量浓度为100μg/L。结果表明,NF90膜能实现对微量DBP的有效去除,截留率高达90%以上;在模拟水中,腐殖酸共存时,会引起膜通量的下降和截留率的上升,pH为7时,截留率最高,其他无机离子(K+、Ca2+)的加入,会减小膜通量增大截留率,其中,Ca2+的影响尤为明显;河水中的无机物和有机物成分复杂,膜通量会进一步减小,截留率进一步提高;纳滤初期,吸附会影响截留率,6 h后吸附达到饱和,稳定运行96 h后,膜污染会引起膜通量和截留率的下降。