颗粒物粒径和有机物分子量对超滤膜污染的影响

采用不同孔径和截留分子量的膜对原水进行预过滤,研究不同粒径的颗粒物和不同分子量的有机物对膜污染的影响。结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,原水中浊度、CODMn、DOC和UV254的去除率逐渐提高,超滤膜运行的跨膜压力(TMP)比直接过滤原水时降低;经孔径为1.2μm和0.45μm的膜预过滤后,超滤膜运行的TMP仍上升较快,而经过截留分子量为100 kDa及以下膜预过滤后,膜污染比较缓慢。对膜阻力构成分析的结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,超滤膜运行过程中的表面饼层阻力逐渐减小,堵孔阻力也有明显降低,但预膜滤不能有效降低膜的吸附阻力。超滤膜表面的扫描电镜观察结果表明,经过截留分子量在100 kDa及以下的膜预过滤后,超滤膜表面比较干净,此时的膜过滤阻力主要来源于吸附和堵孔阻力。     

基于GT-Power柴油机颗粒捕集器捕集性能的仿真研究

利用GT-Power软件建立了柴油机颗粒捕集器(DPF)仿真模型,进行了仿真计算。研究了颗粒捕集器本身结构参数对其捕集效率与压降的影响。结果表明,影响颗粒捕集器捕集效率的主要参数有通道密度(CPSI)、过滤体孔隙率、过滤体微孔直径以及过滤壁厚度;影响颗粒物压降的主要参数有通道密度、过滤体渗透率、过滤体孔隙率以及过滤壁厚度。     

纳滤去除饮用水中的PFOS

全氟辛烷磺酸类物质（PFOS）是一种新型持久性有机污染物,对人类健康存在很大威胁,目前世界范围内的水体中均检测到不同浓度的PFOS。研究如何安全有效去除这类新型污染物十分必要。利用HYDRA—COPe10纳滤膜进行PFOS去除研究,在不同操作压力下研究pH、电解质以及与腐殖酸共存对PFOS截留效果的影响。结果表明,随着pH值的增加,截留率上升;二价盐对PFOS截留率的影响要高于一价盐,并且随着二价盐离子强度的增加,截留率上升;腐殖酸共存时截留效率有显著增加,尤其在1mmol／L钙离子存在条件下,PFOS的截留率可达到95．8％,但会引起膜通量下降及膜污染的发生。     

SPEEK涂层纳滤膜处理草甘膦废水

以聚醚砜(PES)超滤膜为基膜,采用涂层法制备磺化聚醚醚酮(SPEEK)中空纤维复合纳滤膜,研究其对草甘膦的浓缩和去除。考察了该膜在浓缩草甘膦模拟废水中的操作条件,如跨膜压力、进料浓度、进料pH和离子强度等对通量和截留率的影响。结果表明,随跨膜压力的增加,草甘膦的截留率和水通量均增加,当跨膜压力由0.3 MPa增加到0.8 MPa时,水通量由34.0 L/(m2.h)增加至98.0 L/(m2·h),截留率高于98%;增加进料浓度和离子强度,截留率和通量均减小,当进料浓度由100 mg/L增至1 000 mg/L,水通量降低12.4%,截留率降低8.4%;而pH由3.0升至11.0时,截留率增加,但通量几乎不变。当把该膜材料用于浓缩含高浓度NaCl的草甘膦母液时,发现在0.5 MPa压力和pH=11.0下,复合纳滤膜对NaCl的截留率低于20%,对草甘膦的截留率可达90%。这说明该复合纳滤膜可以把草甘膦与NaCl有效分离开来,为草甘膦的回收利用提供了基础。     

LVJ纳滤膜对磺胺二甲基嘧啶截留性能

用LVJ-NF102聚酰胺纳滤膜在LJ-2540ST卷式膜中试设备中进行纳滤截留水体中磺胺二甲基嘧啶实验,考察操作时间、操作压力、磺胺二甲基嘧啶浓度和离子强度等因素对纳滤膜截留磺胺二甲基嘧啶的影响.结果表明,LVJ纳滤膜对磺胺二甲基嘧啶的截留率100 min后基本稳定;随操作压力的增加,LVJ纳滤膜通量和对磺胺二甲基嘧啶的截留率都增大;随着溶液中磺胺二甲基嘧啶浓度的增加,LVJ纳滤膜通量下降,对磺胺二甲基嘧啶的截留率先增大后维持不变;随溶液中离子强度的增加,LVJ纳滤膜通量和对磺胺二甲基嘧啶的截留率都减小.在磺胺二甲基嘧啶浓度为28.2 mg/L、操作压力为0.4 MPa条件下,LVJ纳滤膜5 min可使溶液中磺胺二甲基嘧啶截留82.7％.     

不同超滤膜过滤天然有机物的膜污染特性研究

超滤膜的截留分子量、天然有机物的分子量分布以及两者之间的相对关系对于膜污染以及过滤阻力的组成有很大的影响。MWCO140kDa、70kDa、30kDa、10kDa、4kDa和1kDa的超滤膜过滤10mg/L腐殖酸溶液和未名湖湖水的试验结果表明,在过滤初始时刻就发生了膜污染,膜的截留分子量越大,膜污染越显著。在长期过滤的过程中,截留分子量>10kDa的超滤膜的过滤阻力受到膜污染的控制,膜孔堵塞和膜面形成凝胶层是造成膜污染的主要原因;当膜的截留分子量≤10kDa时,过滤阻力主要由膜本身固有的阻力决定,膜污染影响较小。不同浓度、类型的腐殖酸溶液和不同种类的超滤膜过滤试验数据分析表明,当膜对腐殖酸分子的截留率超过40%时,膜污染的程度会逐渐减小,过滤阻力将由膜本身固有的阻力控制。     

纳滤去除水中的内分泌干扰物

采用陶氏DOW FILMTEC NF270芳香聚酰胺类复合纳滤膜处理水中内分泌干扰物——17α-乙炔雌二醇（EE2）,实验中分别考察了原液浓度、操作压力、pH值、Ca²⁺浓度及腐殖酸共存等不同条件下对EE2截留效果的影响。结果表明,NF270对于去除水中的EE2具有很好的效果,截留率可达到97.6%,而且,实验发现,原液浓度对EE2的截留效果影响较小;当操作压力为0.6 MPa时,膜对EE2的截留效果最好;而随着pH值和Ca²⁺浓度的增加,膜对EE2的截留率均呈上升趋势;而当腐殖酸存在时膜对EE2的截留率有明显提高,但同时也造成膜污染加剧和膜通量下降,特别是在EE2、腐殖酸和Ca²⁺共存时,膜污染更加严重。     

纳滤工艺去除水中微量内分泌干扰物

主要研究了DL1210型纳滤膜去除水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、乐果和莠去津的影响因素,考察了温度、pH值、初始浓度、跨膜压力(TMP)和运行时间对膜通量和截留率的影响。结果表明,纳滤工艺是去除水中微量DBP、DEHP、乐果和莠去津的有效方法,初始pH值和温度的升高会导致纳滤膜对DBP、DEHP、乐果和莠去津的截留率的降低,膜对DBP和DEHP的截留率随初始浓度的升高而降低,TMP和运行时间不会对膜通量和目标污染物的截留率造成显著影响。当初始pH为5、初始浓度为5μg/L、温度为5℃、TMP为0.4 MPa时,纳滤工艺对DBP、DEHP、乐果和莠去津的截留率达到最佳,分别为91.8%、89.8%、98.02%和77.6%,出水中DBP、DEHP、乐果和莠去津浓度分别为0.41、0.49、0.099和1.12μg/L。     

粉煤灰基陶瓷微滤膜处理水中悬浮物的抗污染特性

粉煤灰基陶瓷微滤膜是一种新型的廉价无机膜,为研究其抗污染性能,研究了自制的管式膜在处理几种典型料液中的分离性能和渗透性能.考察了过滤不同料液过程中的阻力构成和膜的抗污染特性,并且和文献报道的同类过程中其他膜材料的性能进行了比较.实验进行了2～45 h无反冲、无清洗的连续运行.在过滤粉煤灰悬浮液、高龄土悬浮液和斜生栅藻悬浮液过程中,截留率可以达到100％,过滤阻力低于类似条件下的其他膜材料,在长时间运行后仍能保持较高的通量,表现出良好的抗污染性能.在过滤活性污泥时,截留率达到99.8％,单位压力下过滤通量达到1 170 L/(m·h·MPa).和其他膜材料相比,单位压力下的过滤通量表现出明显的优势.     

用于污水处理的PVC/TPU共混中空纤维膜研制

将聚氯乙烯与热塑性聚氨酯共混,以二甲基乙酰胺为溶剂,用干-湿纺法制备中空纤维膜.主要研究了PVC与TPU的相容性,并考察了共混比、添加剂及芯液组成对共混膜的结构和性能的影响.通过测定孔隙率及扫描电镜来测试PVC/TPU的孔结构及其多孔性,通过测定水通量和牛血清蛋白的截留率来评价共混膜的性能.实验表明,适当控制膜液的组成,可以得到水通量较大、截留率高、抗冲击性能优良的膜.改变芯液组成,可获得断面及皮层结构有很大差异的中空纤维膜.     

超滤法预处理L-乳酸发酵液

以白酒酒糟乳酸发酵液为研究对象,采用截留分子量为100 kDa的中空纤维超滤膜（聚偏氟乙烯PVDF膜）去除其中的蛋白质等杂质,为后续电渗析分离提纯L-乳酸提供合格的料液。研究表明,操作压力、温度、pH值和进料速度对蛋白质截留率、乳酸回收率和发酵液的膜通量均有影响;乳酸回收率与蛋白质截留率基本呈负相关关系,是因为被截留的蛋白质等在膜面形成滤饼层,有吸附并截留乳酸的作用。通过单因素实验,确定了在操作压力为20 kPa,温度为27℃,pH为3.9,进料速度为280 mL/min的情况下处理效果最好,蛋白质截留率可达到98.01%,乳酸回收率可达到97.78%,发酵液的膜通量为7.26 L/（m2·h）。     

3种正渗透膜对水中卡马西平的截留

采用3种商业正渗透膜对污水中的卡马西平进行截留,研究了膜活性层朝向、汲取液浓度、流速和汲取液溶质对卡马西平截留效果的影响。结果表明,活性层朝原料液的正渗透(FO)模式对卡马西平的截留效果要优于活性层朝向汲取液的模式。3种膜对卡马西平的截留率随着汲取液浓度的升高有所提高,但高浓度的汲取液时增幅并不显著且会引起严重的盐返混。NaCl是截留卡马西平最适合的汲取液溶质,对卡马西平的截留率随着水通量增加而增加,但是过高的盐返混可能导致卡马西平截留率的下降。醋酸纤维素聚酯网膜是所选3种膜中对卡马西平的截留率较高的膜。这些实验结果可为FO应用于卡马西平废水的处理提供参数。     

陶瓷膜处理含镍电镀废水

研究了平均孔径分别为0.8μm和0.5μm的陶瓷膜对含镍电镀废水在p H为9时的微滤过程,考察了操作时间、跨膜压差、错流速度、温度和浓缩因子对膜通量和镍截留率的影响,探究了陶瓷膜的清洗行为及该微滤过程的数学模型。结果表明:随操作时间延长,膜通量先迅速下降,然后基本不变;随跨膜压差增大或错流速度增大,膜通量上升至趋于稳定;温度升高使得膜通量增大。0.8μm膜适宜操作参数为跨膜压差0.12 MPa、错流速度3.0 m/s和温度30℃;0.5μm膜适宜操作参数为跨膜压差0.14 MPa、错流速度3.4 m/s和温度30℃。在浓缩过程中,膜通量快速下降至平缓阶段,再较快降低,镍截留率约为99%;采用质量浓度0.15%盐酸清洗,0.8μm污染陶瓷膜能使其通量恢复到新膜通量的98%,而0.5μm污染陶瓷膜能恢复到新膜通量的97.5%;该微滤过程符合修正后的完全堵塞数学模型。     

不同过滤介质对PM_(2.5)过滤性能与效果

测定了不同孔径结构的无纺布和聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜电晕前后对Particulate Matter 2.5(PM_(2.5))的过滤性能,研究了材料的孔径与结构、过滤气流量、电晕放电对PM_(2.5)过滤效率的影响。结果表明,聚酯无纺布和PVDF微滤膜对PM_(2.5)的过滤性能差别较大,电晕放电处理技术能有效提高过滤介质对PM_(2.5)的过滤效率。过滤介质有效过滤面积为10.2 cm~2、过滤气流量为4 L/min时,克重数为50 g/m~2的聚酯无纺布电晕处理后对PM_(2.5)的过滤效率为77%,过滤压降为2.3 k Pa;而孔径分布为0.7~1.0μm的PVDF微滤膜电晕处理后对PM_(2.5)的过滤效率达到99.79%,过滤压降为2.2 k Pa,具备了高效低阻的性能。     

多孔介质过滤细颗粒

以活性炭为过滤介质,利用其多孔结构脱除细颗粒,实现低压降除尘工艺。研究活性炭颗粒粒径、滤层厚度以及表观过滤风速等条件对多孔介质过滤细颗粒效果的影响,并通过表面光滑的不锈钢珠进行实验作对比,分析多孔介质过滤细颗粒的机理。结果表明:活性炭颗粒对细颗粒的过滤效率明显高于表面光滑的不锈钢珠。过滤效率随活性炭颗粒粒径和表观过滤风速的减小而增加,当粒径从1.5 mm降至0.45 mm时,平均过滤率从53.17%升至80.34%,当表观风速从26.54 cm·s~(-1)降到1.66 cm·s~(-1)时,平均过滤率从41.89%升至75.24%。过滤效率随滤层厚度的增加明显增加,当层厚从60 mm增加到140 mm时,过滤效率从47.62%增大到70.78%。不同实验条件下,过滤压降都没有随时间有明显变化,细颗粒没有在活性炭颗粒表层形成粉尘层。活性炭颗粒床主要是依靠细颗粒扩散、惯性碰撞和拦截效应沉积在活性炭多孔结构内,从而脱除细颗粒。     

草甘膦模拟废水的纳滤分离过程研究

为研究草甘膦纳滤分离过程的影响因素及变化规律,选用GE Osmonic的DK膜对草甘膦模拟废水进行纳滤分离过程的研究。实验表明,20℃、浓度500 mg/L、pH=2.96的草甘膦模拟废水,其截留率随跨膜压力升高而略有升高,其渗透通量随跨膜压力的升高几乎线性增加;随操作温度升高渗透通量增加,但截留率下降;渗透通量和截留率均随料液初始浓度的增加而降低;在pH值为3~5的范围内,草甘膦的截留率随pH值升高而下降,在膜的等电点附近达到最低,该pH值范围内渗透通量在膜的等电点附近较高;在pH值为5~11的范围内,草甘膦的截留率随pH值升高而升高,在该pH值范围内渗透通量随pH值升高而降低;由于屏蔽效应,草甘膦的截留率随NaCl浓度的升高而降低。     

褶型筒式空气过滤器过滤压降的数值模拟

基于计算流体力学(CFD),采用FLUENT中的多孔介质模型对褶型空气过滤器进行数值模拟研究,通过模拟计算和实验研究得到了空气过滤器的一些阻力性能。结果表明,褶型空气过滤器在过滤气体中的杂质时,过滤器的阻力随着进口风量的增大而增大;而增加过滤器的褶数会增大过滤器的过滤面积,过滤器的过滤面积增大之后过滤器的过滤速度会相应减小,由此可以减小过滤器的阻力。但是增加过滤器的褶数之后会相应的改变过滤器滤芯的褶间距,褶间距的大小会对气流的流动产生影响。气流的流动会影响过滤器的阻力。这些研究可以为过滤器滤芯的设计及应用提供一定的依据。     

轮胎/路面噪声的有限元分析

为了研究轮胎/路面的噪声受路面参数的影响,首先对噪声产生机理进行分析,在此基础上运用有限元模拟轮胎/路面噪声,分析影响噪声的路面参数,主要考虑孔隙率、构造深度、路面厚度和路面弹性模量对噪声的影响,结果表明：孔隙率对噪声的影响最大且存在一个最佳值;随构造深度增大降噪效果趋于稳定;路面厚度对噪声的影响也是随厚度增大而趋于稳定;路面的弹性模量对噪声几乎没有影响。     

长泥龄膜生物反应器中活性污泥的膜污染研究

长泥龄膜生物反应器(MBR)内污泥性质与普通活性污泥有显著差异。利用一污泥停留时间长达300 d的膜生物反应器研究了污泥浓度、过膜压力和错流速率对长泥龄活性污泥膜污染特性的影响。研究结果表明,使用0.2 μm微滤膜错流过滤时,浓差极化阻力R_cp和滤饼层阻力R_c是膜污染的主要影响因素,各占总的膜阻力R_t的23%～63%和31%～73%。与之相比,膜内部阻力R_if和膜固有的阻力R_m只占总的膜阻力Rt的0.7%～2.4%和1.2%～6.4%,几乎可以忽略不计。随着污泥浓度,过膜压力的增大和错流速率的减小,膜污染逐渐加剧。因此,降低过膜压力,提高流速,可以有效减缓膜污染,减少清洗频率,延长膜组件的使用寿命,从而节约操作成本,推广应用。     

预涂动态膜强化渗透与截留性能研究

以二氧化钛粉体材料为涂膜剂,陶瓷管为基膜制备预涂动态膜,引入通量增强系数Zi和截留增强系数Fi研究了预涂动态膜制备条件对其强化渗透与截留性能的影响,并用SEM电镜对预涂动态膜和基膜表面形貌进行表征。结果表明:制备的预涂动态膜表面均匀密实,其孔径低于基膜平均孔径。预涂动态膜的渗透与截留性能随涂膜液pH值的增加而增加,在跨膜压差低于0.2 MPa、错流速度低于1.5 m/s,涂膜时间少于30 m in和涂膜液浓度低于0.4 g/L范围内,提高这些参数值有利于提高预涂动态膜的渗透与截留性能,超出此范围时,提高这些参数值对增强其渗透与截留性能的效果已不明显,其中错流速度的影响相对小些。跨膜压差为0.2 MPa,错流速度为1.5 m/s,涂膜时间30 m in,涂膜液浓度和pH值分别为0.4 g/L和10.2时为最佳制备条件。