多孔陶瓷膜制备技术研究进展

多孔陶瓷膜具有化学稳定性好、机械强度大、耐酸碱、耐高温等优点,在石油和化学工业等苛刻环境中有着广泛的应用,多孔陶瓷膜的制备技术是推动多孔陶瓷膜产业发展的核心部分。多孔陶瓷膜制备技术的核心和关键是以提高陶瓷膜整体性能为导向,通过对陶瓷膜微结构的调控,实现陶瓷膜制备技术的突破。针对近十年来陶瓷膜领域的研究,概述了当前陶瓷膜领域在制备具有高渗透性、高渗透选择性的陶瓷膜以及陶瓷膜低成本化方面的研究进展,并对未来陶瓷膜领域的发展趋势及瓶颈性问题进行了讨论。     

多孔陶瓷膜支撑体的制备研究进展

多孔陶瓷膜支撑体是陶瓷膜制备与应用的基础.本文概述了多孔陶瓷膜支撑体主要的制备工艺及其特点;探讨了制备过程中影响多孔陶瓷膜支撑体结构及性能的因素;综述了多孔陶瓷膜支撑体研究现状,并对多孔陶瓷膜支撑体的发展趋势进行了展望.     

污水处理中陶瓷膜清洗技术的研究进展

首先对陶瓷膜进行了简单介绍,阐述了陶瓷膜的应用,肯定了对陶瓷膜清洗技术进行研究的正确性和前沿性。然后介绍了陶瓷膜清洗技术的原理。接下来研究污水处理行业中的陶瓷膜清洗技术,将污水分为工业污水和生活污水的两大部分,着重介绍和阐述了被矿井污水、含油污水、自然有机化合物污水及生活污水污染的陶瓷膜进行不同清洗技术的应用和研究进展。最终对陶瓷膜清洗技术未来的发展进行了展望。     

陶瓷膜净水技术试验研究

试验利用无机陶瓷膜的截留作用来处理南方某水厂的待滤水,研究了陶瓷膜净水的主要影响因素及变化规律,提出了用陶瓷膜净水工艺替代传统的过滤工艺的水处理系统。考查了不同操作条件对膜通量的影响、陶瓷膜对浊度的去除以及陶瓷膜工艺对水中的溶解性有机污染物的去除效果。试验表明陶瓷膜具有良好的过滤性能。     

陶瓷膜孔径常用测试方法综述

孔径大小及孔径分布是陶瓷膜材料的重要技术指标，决定了陶瓷膜的过滤能力及适用工况。因此，准确测试陶瓷膜孔径对于陶瓷膜材料的工艺开发和实践应用具有重要意义。文中综述了几种常用的陶瓷膜孔径测试方法，包括压汞法、气体吸附法、电镜观测法、泡点法、气体排除法和液液置换法等，比较了各种测试方法的优缺点，认为气体排除法和液液置换法是最适用于陶瓷膜孔径测试的方法，并对陶瓷膜孔径测试方法提出了展望。     

19通道多孔陶瓷膜渗透过程的CFD模拟

根据Darcy定律,建立了多孔陶瓷膜中渗透流动的CFD计算模型,定量描述了纯水在多孔陶瓷膜中的渗流情况。根据CFD模型,采用有限体积法,模拟计算出四种平均孔径陶瓷膜的纯水通量,并与实验值进行了对比,结果吻合较好。采用该模型,定量计算出19通道陶瓷膜中每个通道对整体陶瓷膜渗透通量的贡献,并分析了其中的变化规律,为多孔陶瓷膜的构型优化奠定了基础。     

添加剂对γ-Al2O3陶瓷膜微孔结构的影响

以化学纯异丙醇铝为原料,采用溶胶凝胶法制备了γ-Al2O3陶瓷膜。研究了曲拉通(C34H62O11)、N,N-二甲基甲酰胺、硝酸镧等添加剂对γ-Al2O3陶瓷膜的微孔结构的影响,利用比表面积分析对陶瓷膜的性能进行了表征。结果表明：在γ-Al2O3陶瓷膜制备过程中,添加有机添加剂后,所制备的陶瓷膜的孔径、比表面积均变大。陶瓷膜经过高温热处理后,孔径急剧增大。在陶瓷膜的制备过程中引入硝酸镧,可以有效地抑制孔径的增大。化学添加剂可以起到改变陶瓷膜孔形状的作用。     

抗污染陶瓷膜改性及其在处理含油污水中的应用

陶瓷膜是处理含油污水最有前景的方法之一。膜污染是处理过程中不可避免的现象，导致能耗增加和寿命降低，因此提高陶瓷膜在含油污水处理中的抗污染性非常重要。首先总结了陶瓷膜的各种改性方法，对比了改性陶瓷膜的性能。除了传统的溶胶-凝胶法和浸涂法外，原子层沉积法在控制层厚度和调整孔径方面也有望用于陶瓷膜改性。增强表面亲水性和表面电荷是提高陶瓷膜处理含油污水性能的两种最常用策略。纳米金属氧化物，如TiO₂、ZrO₂和Fe₂O₃以及氧化石墨烯被认为是陶瓷膜改性的潜在候选物，用于提高通量和降低污染。被动抗污陶瓷膜，例如光催化和带电陶瓷膜，在污垢控制、油截留和通量增强方面展现出潜力。最后对陶瓷膜的市场规模和发展趋势进行了展望，指出必须加速高端抗污染陶瓷膜的研发，以满足更复杂的含油污水处理，例如油田含聚污水、压裂返排液等。     

陶瓷膜检验装置设计

设计开发了集多功能于一体的检验装置,可用于陶瓷膜通量检验、强度检验、模拟实际工况,检验陶瓷膜使用效果及寿命,还可用于陶瓷膜清洗和膜层剔除。该装置显著特点是:(1)空间占位小,成本低,工作效率高;(2)安装陶瓷膜简捷方便,能最大限度避免对陶瓷膜造成的人为损伤;(3)可用于低泡点陶瓷膜检验,还可用于高泡点陶瓷膜检验,应用范围宽泛;(4)引入电控技术,可设定程序,实现自动化。     

陶瓷膜在饮用水处理中的应用与膜污染控制

陶瓷膜技术在水处理领域快速普及,与有机膜相比陶瓷膜在使用寿命、抗污性、稳定性等方面具有显著优势,陶瓷膜市场规模和复合年增长率预计在2021-2025年将达到30.9亿美元和11.31％.文章重点介绍了陶瓷膜在饮用水处理中的应用和发展,阐明了膜污染机理以及控制策略.此外,对陶瓷膜未来的市场前景和研究方向进行了分析.     

一体式膜生物反应器膜污染现象及清洗试验研究

对新膜和在一体式膜生物反应器中运行而被污染的膜作扫描电镜对比,从微观角度解释膜污染现象。短期运行22d和长期运行210d的膜分别经冷水→热水→次氯酸钠→乙醇清洗,膜通量恢复到新膜的94.4%和70.3%;将另一长期运行210d的膜改变清洗程序为冷水→热水→次氯酸钠→硫酸,膜通量恢复到新膜的61.4%,说明不同的清洗程序清洗效果不同。将短期运行和长期运行的膜组件按Darcy定律过滤模型计算:二者运行后膜总阻力增大,短期运行22d和长期运行210d后,由于浓差极化和膜污染产生的阻力大约是膜自身阻力的4倍和11倍。     

膜接触器及相关过程

膜接触过程是一个相当广义的膜过程,它包括膜蒸馏,膜萃取,膜吸收,膜吸附,膜汽提和渗透萃取等,其主要优点是膜的堆砌密度高,可提供极大的膜面积,使接触的两种介质间进行传递,其主要缺点是膜的传质阻力较大和不稳定性等,本文简要综述了这一过程的主要方面,各种膜接触器,相关过程,应用和潜在应用等。     

膜的污染和劣化及其防治对策

较为系统地介绍了膜污染和劣化的定义和特点,因膜污染和劣化而造成的膜性能变化,以及如何预防、减少或清除膜污染和劣化的一些通用方法。     

膜生物反应器中膜的污染与清洗

通过不同清洗方法对膜通量恢复效果的评价以及对污染膜和各步清洗后对膜表面和断面形貌的观察，对膜生物反应器工艺中的膜污染特征和膜污染进行了研究。结果表明，清水冲洗能消除纤维膜之间淤积的污泥和膜表面松散的污染层，次氯酸钠可以清除膜表面的微生物和有机污染物，而硫酸和柠檬酸能清除膜上的无机物垢。在膜外表面的污染物主要为生物膜和凝胶层污染，而膜内表面的污染物主要为滋生的微生物和无机污染物。对应各步清洗后膜通量的恢复，可以推出，在试验的工艺条件下，无机物污染对膜过滤阻力的影响较大。在此基础上．为延缓膜污染对膜生物反应器提出三点建议．     

壳聚糖在膜工业的研究进展

综述了以壳聚糖为主要原料制备的反渗透膜、超滤膜、渗透汽化膜和蒸发渗透膜的研究进展。     

动态无机膜处理污泥后的清洗条件

对动态无机膜处理污泥混合液后的膜清洗进行了研究。实验先用涂膜后的无机膜管处理污泥混合液,在膜管污染后再进行清洗实验。清洗过程中测量了高速冲洗、反冲、碱洗、酸洗后的膜管通量的恢复率,主要考察了酸碱洗顺序、时间、浓度对清洗效果的影响,在选择的清洗条件下还进行了涂膜后的反复清洗实验和与未涂膜的对比实验。结果表明：最佳清洗工艺为：高速冲洗-自来水反冲-碱洗（0．2mol／LNaOH）1h-酸洗（0．1mol／LHCl）1h;反复清洗后,涂膜后的膜管通量恢复均在90％左右：对比实验证明,涂膜后的膜管通量恢复率更高。     

新膜及膜过程的研究现状及发展动向

本文综述了双极性膜及其电渗析、膜蒸馏、膜萃取、无机膜等新膜及膜过程，简要说明其研究状况，应用前景和发展动向。     

盐水精制膜过滤器的应用

浅析了戈尔膜、凯膜、颇尔膜、戈尔新膜的共同点及过滤单元结构的设计特点,对安装和使用中的问题提出了建议。     

膜生物反应器在污水处理中膜污染及其防治

膜生物反应器在污水处理中的应用范围和规模虽然不断增加,然而,膜污染严重阻碍了膜生物反应器技术的推广应用。作者从膜的性质、料液性质以及膜分离的操作条件三个方面分析了膜污染的成因和膜污染过程,系统论述了膜污染在国内外的研究进展;另外还从改善膜本身的抗污染能力,变化混合液的特性,优化膜分离的操作条件和膜清洗四个方面介绍了膜污染的防治方法。     

动态膜技术的研究进展及其在冶炼行业中的应用前景

介绍了预涂动态膜技术的成膜机理,并论述了预涂剂pH值、浓度、温度、基质膜孔径、错流速率、跨膜压差等因素对动态膜形成和性能的影响,指出动态膜技术具有膜材料丰富、价格低廉、制作简单、抗污染能力强、出水量大、清洗再生方便等优良特性,在冶炼、化工等行业具有广阔的应用前景.