CFD用于反渗透膜组件隔网构型的优化研究

RO膜已广泛应用于废水处理过程,采用计算流体力学(CFD)优化RO膜组件结构是近年来研究的重点.本研究通过CFD方法建立卷式RO膜组件隔网流道的3D纯水渗透模型,对现有的商品型隔网丝构型进行改进,分析了隔网丝的结构对流道内的传质效率、能耗以及渗透通量等参数的影响.结果表明,隔网丝结构对反渗透膜流道内的流体流动具有重要的影响,随着隔网丝长度的减小,流道的流动死区面积减少明显;随隔网丝细直径的减小,流道内的逆流涡流增加,浓差极化现象减弱.改进的隔网构型较商品化的隔网,流道内传质有较大的提升,能耗明显下降,渗透通量提升了10%左右.     

PDMS复合膜回收酯化反应废水中的异丁醇

乙酸与异丁醇酯化反应生产乙酸异丁酯，产生大量含异丁醇的废水，常规生化处理负荷重，浪费资源。采用PDMS复合膜分离回收酯化废水中的异丁醇，考察了异丁醇浓度对PDMS复合膜溶胀度及分离性能的影响，优化渗透汽化过程操作参数，研究了乙酸异丁酯对PDMS复合膜回收异丁醇效果的影响。结果表明，随着异丁醇浓度从1%增大到3%(质量)，PDMS复合膜溶胀度先增大后趋于平稳，异丁醇的渗透通量呈增大趋势，分离因子保持在15左右；操作温度从30℃升至60℃时，渗透通量增大，异丁醇的分离因子下降，总表观活化能为33.87 kJ/mol；流速增加，Reynolds数增大，异丁醇渗透通量变化不大，但分离因子略有增大；微量乙酸异丁酯的存在可促进渗透汽化膜回收异丁醇。采用PDMS复合膜分离酯化废水中的异丁醇，回收率大于94.0%，渗余液中异丁醇浓度可降至0.1%(质量)左右。研究结果可为PDMS复合膜处理低浓度有机溶剂废水提供依据。     

电渗析用于造纸制浆母液脱盐

工业废水蒸发结晶过程需排放少量高盐、高COD、高色度的废液以满足高品质盐的结晶要求.采用电渗析技术对制浆废水结晶母液脱盐处理,考察了操作电流、pH等对无机盐(主要是氯化盐)与有机物(木质素、半纤维素、有机酸及其分解产物)分离效果的影响.结果表明,操作电流对脱盐速率影响显著,但对最终的脱盐率和有机物透过率影响较小.当操作电流为1.2～2.2 A时,脱盐率大于98%,有机物的透过率在22%～26%之间,平均电流效率在74%以上;pH对电渗析脱盐率影响不大,但对有机物的透过影响较大,当结晶母液的pH=2时,有机物的透过率最小,为12%;8批次的间歇实验证明,膜堆分离性能稳定,膜污染较小,浓缩侧可以得到高品质的结晶盐.因此,利用电渗析技术实现制浆废水结晶母液无机盐与有机物的分离是可行的.     

一体式流化床膜反应器合成二甲基二氯硅烷

提出将陶瓷膜与流化床反应器耦合构成一体式流化床膜反应器,用于直接法合成二甲基二氯硅烷。实验考察了催化剂浓度、脉冲反吹对反应效率和膜分离性能的影响,并对反应前后的触体及陶瓷膜进行了表征。结果表明,催化剂浓度小于4%(质量)时,二甲基二氯硅烷的选择性均可维持在85%以上,硅粉转化率随催化剂浓度的增大而增大;催化剂浓度在4%~8%时,二甲基二氯硅烷的选择性随催化剂浓度增加而略有下降,当催化剂浓度大于8%时,二甲基二氯硅烷选择性明显下降。触体失活后粒径减小,硅粉表面积碳随催化剂浓度的增加而升高。陶瓷膜表面形成内外两层滤饼,内层滤饼主要成分为铜,外层滤饼主要成分为碳;不同催化剂浓度下,陶瓷膜对粉尘的截留率均可达100%,反应过程中跨膜压差随时间变化较小,脉冲反吹可增加硅粉转化率。     

PVDF-ZrO2复合中空纤维膜在乳化油废水中的应用

针对普通聚偏二氟乙烯(PVDF)中空纤维膜具有疏水性强、易污染的应用缺陷,在制备纳米粒子掺杂改性的PDVF-ZrO2复合中空纤维膜前期工作基础上,表征了其微观结构,并考察了其在油水体系中的分离效果。微观结构检测表明,随着ZrO2含量的增大,复合膜的断面微观结构完成由指状大孔向海绵状结构的转化。PDVF-ZrO2复合膜的接触角和牛血清蛋白(BSA)吸附实验结果显示其亲水性及抗污染性能均得到了提高。进一步考察了PDVF-ZrO2复合中空纤维渗透分离性能,ZrO2纳米粒子质量分数为0.3%时,显示了最佳的渗透性能。在乳化油废水处理过程中,在油质量浓度为1 g/L,操作压力为0.1MPa、搅拌强度为20 r/min条件下,通量为105 L/(m2.h),TOC去除率为95.4%,表明具有较好的废水处理效果。     

碳酸钙形貌对陶瓷膜过滤性能的影响

陶瓷膜进行超细粉体的固液分离时,粉体性质对膜分离性能影响显著.本文通过控制沉淀反应条件,获得了球形、棒状、方形等不同形貌的碳酸钙超细粉体;采用陶瓷膜过滤碳酸钙悬浮液,得到膜孔径与碳酸钙粉体粒径、形貌的匹配关系,球形粉体的膜渗透通量最高,棒状束粉体居中,方形粉体的膜渗透通量最小;膜孔径越大,粉体形貌对通量的影响越大;粉体粒径与膜孔径比值增大,膜通量增大.     

陶瓷膜在谷氨酸等电母液除菌过程中的应用

将无机陶瓷膜应用于谷氨酸等电母液除菌过程中 ,谷氨酸损失小于 0 .0 1 % ,菌体蛋白的收率大于 99% ,COD去除率约 2 9.7%。研究了操作条件对膜通量的影响 ,在 0 .2 MPa、5m/ s、54℃条件下 ,浓缩因子可达到 2 0 ,通量始终维持在 70L .m- 2 .h- 1以上。通过实验考察了反冲与化学清洗相结合的清洗方法的稳定性 ,膜通量恢复率保持在 96 %以上 ,可满足工业生产的需要     

氧化锆微滤膜处理冷轧乳化液废水的研究

本文对氧化锆微滤膜处理冷轧乳化液废水的过程进行了研究 ,主要考察了强化传质及高频反冲对延迟膜的污染 ,降低操作能耗的影响 ;对膜污染层进行了微观分析 ,并对各种清洗剂的清洗效果进行了比较 ,得出了膜通量基本恢复的清洗方法 ,并且考察了清洗的重复性 ,确定了效果好且稳定的清洗方法 ,为工业化的进一步应用奠定了基础     

陶瓷膜过程强化的数学模拟

对 Altmann等人提出的数学模型进行了改进 ,提出了沉积层空隙率随操作参数变化的观点 ,较好地拟合了陶瓷膜非强化过程的实验数据。并在此基础上对湍流促进器强化过程进行了数学模拟 ,反映了操作参数对过滤通量的影响。     

陶瓷膜在印钞废水处理中的应用

无机陶瓷膜具有良好的物理、化学性能和机械强度，可以在高温、高粘度、苛刻化学环境等情况下使用。本研究的目的是将无机膜超滤技术应用于凹版印刷废液的处理中，使含表面活性剂、碱、软水等的渗透清液经调整后回用，经膜浓缩至一定程度后的浓缩液可直接焚烧或喷雾干燥。