正渗透膜技术在水处理中的应用进展

<正>渗透是浓度驱动型的膜过程,它依靠选择性渗透膜两侧的渗透压差为驱动力自发实现水在膜中的传递。相比于压力驱动的膜分离过程如微滤、超滤技术,正渗透膜过程具有低压或无压操作、低能耗和低膜污染等一系列优点。作为一种新型的膜技术,近年来受到国内外专家的极大重视。文章介绍了正渗透膜过程的原理和技术特点,并综述它在海水淡化、水净化和废水处理领域的应用进展。在此基础上,对正渗透膜技术的发展方向做了展望。     

废水处理膜分离工艺中膜抗污染技术展望

膜分离技术由于具有优越的分离性能,较小的占地面积和低廉的成本,在废水处理领域具有较好的应用前景。然而,膜污染是制约膜分离技术进一步推广的决定性因素。回顾了近年来有关膜污染控制技术的研究成果,包括错流过滤、脉冲进料,多级膜组合工艺,特别是膜的表面改性方面的研究。提出了一些可行的抗污染策略,如将电泳电渗技术与膜分离工艺结合,可大大提高膜的抗污染性能。该文展望了材料改性方面的最新技术,采用仿生改性,如模仿细胞膜、多巴胺等结构和组分进行改性,制备的膜可以极大延迟膜的报废时限、延长膜的运行周期,是实现高效抗污染分离膜的有效措施和膜材料改良的最理想途径。总之,膜的改性应建立在充分了解膜污染机理和膜界面动力学的基础上,膜改性的成功与否,材料的选择至关重要。     

碳纳米管改性PVDF中空纤维超滤膜处理二级出水抗污染性能研究

采用碳纳米管改性PVDF中空纤维超滤膜以缓解膜污染.考察了CNTs的乙醇分散液浓度、CNTs尺寸和负载量对改性中空纤维膜的抗污染性能和改性膜内表面CNTs层稳定性的影响,分析了该改性膜对二级出水DOC、UV254的去除效果,并对改性膜出水的荧光特性进行了表征.结果表明,选用体积分数为50%的乙醇分散液、外径为30~50 nm碳纳米管、负载量为3 g·m-2时,制备的改性中空纤维膜CNTs层稳定,抗污染能力显著提高.与未改性膜相比,改性膜对二级出水DOC和UV254的去除率分别提高了37%和56%;且对二级出水中的腐殖类和蛋白质类物质去除能力明显增强.     

正渗透膜分离技术在水处理中的应用与展望

简述了正渗透膜分离的原理,概括了当前正渗透膜分离技术在海水淡化领域、污水处理领域(包括工业污水、污泥浓缩以及混合工艺)和产业化应用领域的发展。并展望了正渗透分离技术未来在在膜材料、汲取液和膜污染三个方面的研究和发展。     

基于HBPs接枝的PVDF膜亲水改性及抗污染性能

在聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜表面接枝超支化聚合物聚乙烯亚胺（HPEI）,并通过环氧丙醇与氨基的开环反应在PVDF膜表面形成高密度的多羟基结构,实现PVDF膜的亲水改性.实验对膜的表面亲水性、抗粘附性能和抗污染性能进行表征,并采用原子力显微镜（AFM）测量膜与污染物探针之间的粘附力以进一步探究改性膜的抗污染机理.实验结果显示,改性后,PVDF膜的接触角从85°减小至42°,润湿时间从20s缩短至10s,表面亲水性显著提高;在静态吸附实验中,改性膜表面粘附的蛋白质和多糖数量明显减少;在动态污染实验中,改性膜的水通量恢复率（FRR）较高,不可逆通量下降率（IFR）较低,说明其较强的抗污染性能.AFM界面粘附力的测试结果表明污染物探针与改性膜面的粘附力较弱,进一步证实改性膜表面丰富的亲水基团以及超支化结构的位阻效应可以有效改善PVDF膜的抗污染性能.     

高分子有机膜亲水改性及光催化改性的研究进展

随着高分子有机膜材料在水处理领域中应用的不断加深,膜法水处理技术以其优越的性能,成为中国水质高效处理的主导技术。但膜污染却成为阻碍膜法水处理技术发展的关键性问题,如何有效抑制膜污染的发生关系着膜法水处理技术未来发展的前景,目前已成为众多学者开展研究的核心方向。膜改性技术能够赋予现有膜材料新的功能特性,满足膜材料适用于处理各种复杂水质的同时能够抑制膜污染的发生,成为推动膜法水处理发展的前沿方向。膜亲水改性通过将疏水性的膜材料转变为亲水性,提高其抗污染性能。膜光催化改性通过将光催化剂与膜材料相结合,实现膜分离与污染物光催化降解相耦合,可有效抑制膜污染的发生。文章阐述了目前高分子有机膜材料主要的亲水改性技术,并介绍了膜改性新方向-光催化改性的常用方法。     

多巴胺非共价改性碳纳米管超滤膜的制备及抗污染性能

利用多巴胺(DA)的自聚合特性对多壁碳纳米管(MWCNT)进行非共价改性,制备了多巴胺改性碳纳米管超滤膜(PDA/MWCNT),并对其抗污染性能进行了系统研究.采用X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、接触角测量仪和扫描电镜对PDA/MWCNT膜进行亲水性和化学组成的表征.选取大肠杆菌菌液为目标污染物,研究了不同改性条件对PDA/MWCNT膜抗污染性能及抗蛋白黏附能力的影响.结果表明,DA成功引入到MWCNT表面.DA与MWCNT交联时间为5h、DA浓度1g/L、MWCNT负载量2.17mg/cm²时,MWCNT膜的接触角由改性前112.79°降至8.4°.改性后PDA/MWCNT膜表面的氧元素含量为改性前的2.9倍,膜的亲水性得到显著改善.膜通量较改性前提高1倍,膜的抗污染性能、抗菌性及抗蛋白黏附能力得到显著提高,错流冲洗后的膜通量恢复率从56.62%增加到88.74%.     

石墨烯在装备技术相关领域的应用研究(一)

从自上而下、自下而上两方面综述了石墨烯的制备方法,介绍了石墨烯基复合材料在气敏传感器、电化学传感器、光学与应力传感器等传感器领域的研究热点与进展,并比较了不同应用中的物理机制与理论解释,为石墨烯在装备技术领域的应用提供参考。最后提出了如何实现高质量石墨烯的量产,提高单层/单晶石墨烯的质量,如何实现石墨烯与其他材料的更好复合,以及石墨烯基材料性能提高的机制等将是今后石墨烯应用领域研究中重点。     

正渗透技术研究现状及进展

作为一种新型膜处理技术,正渗透技术自20世纪50年代建立以来,在环保、能源、海水淡化等领域受到越来越广泛的关注;其经历了从实验室研究,中试实验,到少量的商业化应用,技术日臻完善.本文综合了国内外相关文献的信息,从正渗透膜制备、浓差极化、汲取液及正渗透应用等四方面对正渗透技术的研究现状及进展进行了综述,并分析了其应用过程中存在的缺陷和未来发展趋势.正渗透技术的研发虽取得了显著进展,但仍存在应用瓶颈.正渗透膜仍存在对某些污染物的截留率不高、支撑层内浓差极化大、造价较贵等问题;影响浓差极化的因素尽管已经比较清楚,但至今尚无有效大幅度降低甚至消除内浓差极化的方法;汲取液存在反向渗透较重、回收过程能耗较大等问题;正渗透技术的应用范围,特别是在工业废水处理领域还需拓展.     

新型纳滤膜在水处理与水回用中的研究进展

近年来,纳滤膜（NF）以其较高水渗透性能、良好水/盐选择性和相较于反渗透膜（RO）低工作压力等优势被广泛应用于水处理和水回用中。然而传统的商品NF的分离性能具有局限性,例如对人体有益的矿物质去除率过高、对污染物去除率偏低,而且渗透性能-选择性能的制衡等问题严重制约了NF的发展及潜在的应用。详细介绍了NF膜在水处理和水回用中的应用及NF结构优化和改性的最新进展;回顾了通过对NF膜除盐层的孔隙率、亲水性、表面官能团及表面带电性等改性方式来提高NF的渗透性、选择性、抗污染、抗菌和耐氯能力等取得的研究成果;最后展望了新型NF膜在水处理和水回用领域的发展。