无机微滤膜过滤阻力的研究

本文采用孔径为 0 .8μm、0 .2 μm和 5 0nm的无机微滤膜 ,考察了不同情况下膜的过滤阻力分布情况。对于造纸黑液 ,当浓度较低时 ,过滤阻力由膜阻力、吸附阻力、堵孔阻力和浓差极化阻力共同控制 ;当浓度较高时 ,吸附阻力起主要作用。过滤 1g/L聚乙二醇溶液的试验结果表明 ,不同孔径膜的过滤阻力构成是不同的 ,孔径越小则吸附阻力越小 ,但浓差极化阻力会显著增加     

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。     

超滤处理豆腐废水阻力的研究

采用中空纤维聚砜超滤膜，对处理豆腐废水过程中膜阻力的分布进行了研究。通过测定不同条件下超滤的通透量，计算出超滤过程中各种阻力及其所占的比例。试验结果表明：预处理及超滤条件不同，其过滤阻力构成也不同。预处理愈完善，其浓差极化阻力愈低，总阻力也越小。     

超滤处理豆腐废水阻力的研究

采用中空纤维聚砜超滤膜,对处理豆腐废水过程中膜阻力的分布进行了研究。通过测定不同条件下超滤的通透量,计算出超滤过程中各种阻力及其所占的比例。试验结果表明预处理及超滤条件不同,其过滤阻力构成也不同。预处理愈完善,其浓差极化阻力愈低,总阻力也越小。     

陶瓷膜污染过程分析与膜清洗方法优化

采用膜孔径为50 nm的陶瓷膜错流过滤方式,对碱性高浓度有机洗涤废水进行9个周期的膜通量衰减及反向脉冲清洗再生实验研究.通过设计膜污染阻力构成实验,测算膜污染总阻力及其构成比例.实验结果表明,膜固有阻力比例较低,浓差极化污染较弱,Rt和Rc+Rirt污染阻力稳定性较高,膜堵塞形式兼有孔内堵塞和滤饼过滤；选择质量分数0.1％的稀盐酸和0.2％的草酸溶液膜清洗效果均较好,清洗时间为3 min,脉冲时间和频率为3 s/5 s.     

膜分离技术应用于给水处理中的膜污染研究

针对膜分离技术应用于给水处理系统中的膜污染问题进行了研究.结果表明,采用亲水性的膜进行给水处理,膜污染可以分为浓差极化污染、可清除污染和不可清除污染三大部分,根据达西方程计算膜分离过程中的阻力,其中膜本身阻力占总阻力的51.2%,浓差极化阻力占21.9%,而可清除污染阻力和不可清除阻力相对较小.因此,在给水膜分离系统中若通过优化操作条件减小浓差极化污染,就可达到改善膜污染的目的.     

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。     

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。     

改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染机理研究

以聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)和纳米二氧化钛(TiO2)为膜材料,采用L-S相转化法制备共混改性PES膜。在24℃、0.2 MPa的操作条件下,制得的PES膜纯水通量为300 L/(m2.h)左右,CA改性PES膜为660 L/(m2.h)左右,TiO2改性PES膜为840 L/(m2.h)左右。通过膜生物反应器中膜阻力的测定,表明膜污染主要由浓差极化层及凝胶层引起的;通过活性污泥对膜污染机理的研究,判断出污泥的过滤过程基本符合沉积过滤定律。在MBR中运行时,改性PES膜稳定通量高于未改性膜,总阻力低于未改性膜;TiO2改性膜稳定通量高于CA改性膜,总阻力低于CA改性膜;通过扫描电镜分析,改性PES膜沉积层的厚度均比未改性膜薄,TiO2改性膜沉积层厚度小于CA改性膜,表明改性膜的抗污染性能提高了,TiO改性膜抗污染性能更优。     

中空纤维微滤膜污染及阻力分析

选用0．1μm的PVDF中空纤维内压式微滤膜组件，在死端微滤工况下，研究了酵母（平均粒径5．3μm）和高岭土（平均粒径0．7μm）体系在浓度和压力变化时的污染机理及过滤阻力、膜渗透通量的变化规律性。通过恒压堵塞定律积分式的具体形式与实验数据的拟合及根据堵塞过滤定律计算的结果都表明：死端微滤时，酵母体系和高岭土体系均符合滤饼过滤机理。     

膜材料与生物蛋白质相互作用的测定及膜污染的研究

超滤技术具有设备简单,操作容易,处理效率高、可在低温或常温下运行及省能等特点,已在生物工程产品提取、纯化、医药工业,食品工业与环境保护等方面得到广泛应用,但在膜的长期使用过程中,常常发现膜的渗透通量仅是纯水通量的2～10％,也就是说,膜的水力学通过阻力增大10到50倍,这是由于浓差极化和蛋白质或胶体在膜表面及孔内壁吸附所致。一般来讲,浓差极化不会给膜的透水量带来不可逆的变化,但蛋白质或胶体在膜表面及孔内壁的吸附(通称膜污染)会给膜性能带来不可恢复的衰减。超滤膜有两个特性影响膜的污染,(1)膜的物理化学性质,包括荷电性,亲水性等;(2)膜表面孔隙率与形态,典型的超滤膜表面孔隙率较低,从0.3％到15％左右,因此,局部(孔附近)产生的浓差极化较宏观平均浓差极化大得多。膜污染控制有如下方法:(1)选择膜材料或进行预处理;(2)料液预处理;(3)调节操作条件。因此,膜材料与溶质间的相互作用是影响膜污染的主要因素。本文采用液相色谱法来测定膜材料与溶质的相互作用,将膜材料作为固定相,以水为流动相,将不同的溶质作为样品注入。这样,具有较强排斥作用的样品,将具有较短的保留时间,而排斥作用较小,吸附作用较强的样品,则具有较长的保留时间,以重水作为标准物,则可得到不同材料对不同溶质的相互作     

中空纤维微滤膜污染及阻力分析

选用0.1μm的PVDF中空纤维内压式微滤膜组件,在死端微滤工况下,研究了酵母(平均粒径5.3 μm)和高岭土(平均粒径0.7μm)体系在浓度和压力变化时的污染机理及过滤阻力、膜渗透通量的变化规律性.通过恒压堵塞定律积分式的具体形式与实验数据的拟合及根据堵塞过滤定律计算的结果都表明:死端微滤时,酵母体系和高岭土体系均符合滤饼过滤机理.     

粉末活性炭对膜过滤性能的影响

向一体式膜生物反应器中投加粉末活性炭（PAC），可以显著提高膜的过滤性能，有效缓解膜的污染。研究结果表明：投加PAC的吸附作用减少了由于胞外聚合物（EPS）而引起的膜污染；膜表面PAC颗粒的存在减小了浓差极化层的厚度和水力边界层的厚度，提高了过滤物质的传递速率；膜表面形成的PAC层还可过滤微生物和胶体颗粒，减少了它们到达膜表面的数量。     

超细无碱玻纤复合滤料的过滤性能

袋式除尘是一种高效的除尘技术,对PM_(2.5)具有较高的过滤效率,但是其运行阻力较大,因此,研发高效、低阻过滤材料是解决大气污染问题的关键所在。以耐高温的PPS纤维针刺布为上下层,超细无碱玻纤为中间层,经过超声波粘合或线缝合技术制备了多层复合过滤材料,研究了滤料在容尘状态下的过滤效率、过滤阻力,以及孔径变化。结果表明,该复合滤料的初始阻力低于150 Pa,容尘后对0.2~2μm的颗粒物的过滤效率达80%以上;随着粉尘的沉积,滤料的过滤效率有了较大提高,对1μm以上颗粒物的过滤效率可达99.99%以上,对最易透过粒径(MPPS)的过滤效率达95%以上;过滤前后,滤料的孔径分布发生了变化,过滤后滤料出现了1~5μm的孔径分布。该复合滤料在工业高温粉尘过滤中将会有较好的应用前景。     

流体流动状态对超滤效应及膜污染的影响

超和为膜分离技术的一种,由于具有效率高、能低等优点已经我种行业广泛应用。但是,浓差极化和膜污染却极大降低分离效率,成为制约膜分离技术推广应用的重要因素。解决和减轻浓差极化和膜污染的方法有很多,本文着重于流体流动状态对浓差极化和膜污染的影响进行论述。     

流体流动状态对超滤效率及膜污染的影响

超滤技术作为膜分离技术的一种,由于具有效率高、能耗低等优点已经被多种行业广泛应用.但是,浓差极化和膜污染却极大降低膜分离效率,成为制约膜分离技术推广应用的重要因素.解决和减轻浓差极化和膜污染的方法有很多,本文着重于流体流动状态对浓差极化和膜污染的影响进行了论述.     

家居环境PM_(2.5)控制用空气滤料

针对目前家居环境净化PM2.5的要求,在现有空气过滤材料的基础上,探讨一种适合于家居环境移动式空气净化装置用低阻、高效和长寿命的过滤材料。采用实验研究的方法对常用玻纤滤纸以及驻极体空气过滤材料进行了过滤特性、电镜、孔径测试的对比实验研究。结果表明,当过滤风速为5 cm/s时,3种驻极体滤料对粒径≤4.5μm的颗粒物的分级过滤效率要高于玻纤滤纸且都在90%以上,其过滤阻力在4.9~6.4 Pa之间,而高效滤纸的过滤阻力在57.8~78.6 Pa之间;在实验风速条件下,驻极体滤料对PM2.5的过滤效率和过滤阻力分别高于和低于高效玻纤滤纸;对驻极体滤料进行蒸馏水洗涤后,其对颗粒物的过滤效率下降,驻极体滤料静电效应具有不稳定特性;电镜测试发现,玻纤滤纸纤维层排布致密,纤维存在断裂现象,而驻极体滤料较为蓬松,无纤维断裂现象;孔径实验表明,驻极体滤料的平均孔径为玻纤滤纸的11.9~14.7倍,驻极体滤料具有良好的透气和容尘特性。     

微网材质对动态膜形成的影响

分别采用2种相同孔径不同材质的膜材料(39μm尼龙,39μm涤纶)进行死端过滤与错流过滤实验,以考察微网材质对动态膜(DM)形成的影响。死端过滤实验结果表明,尼龙和涤纶微网均可获得超过99.7%的悬浮物(SS)截留率,而涤纶微网比尼龙微网更容易形成致密的动态膜;错流过滤实验结果表明,尼龙和涤纶微网最终出水浊度均小于20NTU,同时发现,涤纶网在动态膜形成过程中,压力上升较慢,但动态膜更致密,因此,出水效果更好。     

粉末活性炭对膜过滤性能的影响

向一体式膜生物反应器中投加粉末活性炭(PAC),可以显著提高膜的过滤性能,有效缓解膜的污染.研究结果表明:投加PAC的吸附作用减少了由于胞外聚合物(EPS)而引起的膜污染;膜表面PAC颗粒的存在减小了浓差极化层的厚度和水力边界层的厚度,提高了过滤物质的传递速率;膜表面形成的PAC层还可过滤微生物和胶体颗粒,减少了它们到达膜表面的数量.     

不同粒级的煤胶体对汞的吸附动力学

为了解煤胶体对汞的吸附动力学特性,采用沉降法和离心法提取由霍林河采集煤样中的煤胶体(0~2、2~5、5~10μm),采用批量实验对不同粒径和不同温度下,煤胶体对汞的吸附动力学特性进行了研究。结果表明:煤胶体对汞的吸附反应为吸热反应,以化学吸附为主,其吸附动力学过程可用准二级动力学方程和双室模型很好的描述。煤胶体对汞的平衡吸附量随粒径的减小和温度的升高而逐渐增大,不同粒径煤胶体受温度影响的大小关系为(5~10)μm(2~5)μm(0~2)μm。煤胶体对汞的吸附从初始阶段到达到表观平衡,快速吸附均占据优势。在表观平衡时,粒径越大,快速吸附的贡献率越小。煤胶体对汞的吸附反应速率随温度升高和粒径减小而增大。温度越高、粒径越小,快速吸附速率越大;而慢速吸附速率则随温度升高和粒径增大而增大。汞在0~2μm和2~5μm煤胶体上的吸附过程,粒内扩散是其主要控速步骤;而对于5~10μm的煤胶体,膜扩散是主要控速步骤。