无机膜过滤黑液的操作条件选择

分别采用孔径为0.8,0.2μm微滤膜和50nm超滤膜过滤草浆黑液,探讨了操作条件对无机膜渗透通量的影响。结果表明,选用0 2或0.8μm孔径的膜,有利于渗透通量的提高并保证截留效果。操作压力在0.25～0.35MPa之间,错流速度不小于5.0m s,温度为60℃时,可以获得较高的渗透通量。黑液本身的性质,如浓度、COD值等,也会对渗透通量产生较大的影响。      

碳化硅陶瓷膜管对PM_(2.5)捕集性能的实验研究

PM2.5因其粒径小、吸附能力强、输送距离远、环境危害大,同时捕集困难而成为世界各国共同关注的大气环境问题。以涂氧化铝膜的碳化硅陶瓷膜管(孔隙率28.16%,平均孔径20μm,过滤面积0.28 m2)为过滤元件,搭建了PM2.5捕集的实验装置,对膜管的过滤时间、通量与阻力降的关系以及捕集效率与时间的关系和膜污染控制方面进行了研究。结果表明:随过滤时间增加,通量逐渐减小,阻力降逐渐增大,捕集效率逐渐增大,对PM2.5捕集效率高达99.9%;对膜污染控制参数优化后反吹压强选定为0.8 MPa,反吹间隔时间为10 min,反吹时间为14 s。     

光催化-膜分离耦合工艺处理水溶液中氟苯尼考的研究

构建了新型浸没式陶瓷平板膜光催化反应器,考察了Ti O_2投加量、光强、溶液p H、膜孔径等因素对氟苯尼考降解过程的影响,分析了光催化氧化效果、Ti O_2截留率和膜污染状况。结果表明:当氟苯尼考初始浓度为20 mg/L时,在Ti O_2投加量为100 mg/L、254 nm紫外灯总功率为450 W、溶液初始p H为6.56的条件下,连续运行3 h后TOC去除率可达到92.97%;孔径为0.1,1μm的陶瓷膜对Ti O_2截留率均可达到99%以上,但后者的膜通量衰减率更低。F~-、Cl~-、NO_3~-、SO_4~(2-)为降解过程中主要生成的阴离子,由此可初步推测出氟苯尼考矿化过程中阴离子的产生途径。     

γ-Al2O3微孔膜制备及其处理电镀废水的研究

膜分离技术在电镀废水处理领域有着良好的应用前景。以异丙醇铝为主要原料,经酸解、除醇、干燥和烧结过程制备陶瓷膜。采用8 nm粒径溶胶多次真空覆涂-焙烧法,在1℃/m in的焙烧条件下制备了非对称氧化铝微孔膜。测试了陶瓷膜的纯水通量、膜截留性能、膜流动电位,结果表明:经过4次的浸涂成膜,纯水通量为3.55×103L/(MPa.h.m2),达到超滤膜的要求;通过截留率计算膜片平均孔径为28 nm;流动电位为-20 mV。将制得的陶瓷膜用于电镀废水处理,COD去除率为85%,在透过液中Cu、Cr、N i浓度分别为0.0663、0.0051和0.0763 mg/L,回用废水可满足电镀前处理的使用要求。     

GO-CNT三维复合膜截留HA与抗污染性能

为提高氧化石墨烯(GO)膜的水通量和对腐殖酸(HA)的抗污染性能,在GO中掺杂碳纳米管(CNT)制备出GO-CNT三维复合膜.结果显示,复合膜表面较GO膜粗糙,CNT均匀分散在GO片层中,构成三维网状结构.负载量为30μg/cm~2的GO-20%CNT膜对HA截留效果达90%以上,水通量相比GO膜提高了2倍.酸性条件下,HA分子发生团聚增大、负电性减弱,GO-CNT复合膜对HA的截留率提高、通量较低.增加溶液中离子强度会压缩膜表面双电层导致Donnan效应减弱,GO-CNT复合膜对HA截留率从90.2%降至31.9%.GO-CNT三维复合膜过滤HA 1h后通量下降了10.95%,水洗1h后,膜通量恢复率达99.68%,较GO膜提高了6.18%,具有优良的抗污染特性.     

无机盐提高含油污水超滤处理效果的应用研究

以聚醚砜为原料,采用相转移法制备平板式超滤膜,并采用氯化锂、氯化镁和氯化锌等无机盐对膜进行掺杂。将制备的膜材料用接触角测量仪进行表征,并评价膜材料对含油污水的过滤效果和抗污染性能。结果表明,加入无机盐后的膜材料亲水性显著提高,表面接触角从108.9°降至41°~52°。过滤性能评价结果表明,加入无机盐后纯水和含油污水通量均大幅上升,其中氯化锂对通量提升效果最明显。经超声清洗1h后通量恢复率均大于90%,加入氯化镁的通量恢复率达97.8%。综合考虑截留率与抗污染性能,氯化镁对聚醚砜膜具有最好的改性效果。     

多孔陶瓷膜气体除尘性能研究

文章以空气净化除尘为应用背景,采用孔径为15μm的陶瓷膜对含粉尘空气过滤净化。考察了粉尘粒径、浓度、空气湿度对膜渗透性能的影响,以及反吹条件对滤饼清除效果的影响。结果表明,膜渗透通量随着粉尘粒径的增加而增大,随着粉尘浓度和环境湿度的增加而变小;膜对粉尘的截留率均可达到100%;在反吹脉冲时间为0.4 s,随着反吹压力的增大,滤饼越来越小;0.33 MPa的反吹压力下滤饼可基本清除,揭示了滤饼补丁式清除现象。研究结果为陶瓷膜在气体除尘领域的应用提供了参考。     

胶团强化超滤处理含镍废水

胶团强化超滤(MEUF)是一种高效分离水中金属离子的技术。以无机陶瓷膜为媒介,采用胶团强化超滤法处理含镍废水,考察膜孔径,表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)浓度、镍离子浓度、pH值等因素对胶团强化超滤过程的影响。实验结果表明:膜孔径、SDS浓度、pH值对镍离子截留率有显著影响。当废水温度为20℃,操作压力为0.15 MPa,膜孔径为20 nm,SDS浓度为6.0 mmol/L时超滤效果最好;在此条件下,镍离子的截留率达99.25%,膜通量为89.65 L/(m2.h)。     

反渗透用于APT离子交换废水的处理与回用

试验分别研究了反渗透膜Duraslick RO2540和RE2540-TE对APT冶炼离子交换废水的处理效果。研究结果表明,在最佳压力条件下,Duraslick RO2540膜对Cl-的截留率为91.4%,产水率为16.9%;RE2540-TE膜对Cl-的截留率为93.4%,产水率为17.2%。在压力为1.7MPa,温度为25℃时,浓缩实验结果表明,产水中Cl-浓度和膜的截留率随着时间变化而逐渐增加,但膜通量逐渐减小,且RE2540-TE膜通量下降幅度较大。清洗后,RE2540-TE膜通量损失达到6%,而Duraslick RO2540膜通量恢复幅度为98%。     

纳米氧化物粒子对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响

采用相转化法制备纳米氧化物/聚偏氟乙烯复合中空纤维膜,讨论了纳米氧化钛和氧化铝粒子对PVDF膜结构和性能的影响.应用牛血清白蛋白截留实验、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱分别对不同膜的分离性能、微观结构和晶相组成进行了分析.结果表明,复合膜的性能与纯PVDF膜相比有显著地改善,其中纯PVDF膜、Al₂O₃/PVDF和TiO₂/PVDF复合膜对牛血清白蛋白的截留率分别为3.27%、67.20%和86.67%,复合膜的水通量则较纯PVDF膜分别提高2.3倍和2.6倍.氮气吸附实验测定的孔径分布进一步表明复合膜的孔径分布变窄,孔径变小.     

采用浸没式超滤膜技术处理东江水的中试研究

以混凝沉淀为预处理,通过中试试验,对浸没式超滤膜处理东江水的最佳运行方式进行了研究.考察了气洗周期为24h时,膜通量及浓缩液水质的变化规律.结果表明,过滤48h后,膜通量变化趋于平缓,气洗逐渐失去作用;除曝气后4h,浓缩液主要水质指标含量均接近或低于膜装置进水.对3种不同运行方式进行比较,认为水洗周期48h和气洗周期24h相结合的运行方式最为适宜,连续运行30d,单位水洗周期内的平均膜通量由39.8L/(m2·h)降至30.3L/(m2·h).     

新型管式动态膜生物反应器及处理垃圾渗滤液的研究

研究了1种新型玻璃纤维管式动态膜生物反应器（DMBR）并考察其对垃圾渗滤液的处理效果.研究表明,动态膜生物反应器运行稳定,DMBR在重力自流出水下运行近80 d,在过滤压差为2?900 Pa的情况下,膜通量维持在3.75　L/(m²·h)左右,在膜组件的结构参数改进之后,膜通量有较大提高,在过滤压差为1 450 Pa下能较长时间稳定在6 L/(m²·h).本研究还考察了动态膜的过滤性能和系统处理效果,系统出水浊度在1.0　NTU以下,对COD、BOD₅和NH⁺₄-N的平均去除效率分别超过71%、96%和98%,动态膜对混合液上清液COD有19.34%的截留作用.     

正渗透去除地表水中DOM的效能研究

采用经砂滤处理后的滆湖水作为原料液,氯化钠溶液作为汲取液,在不同影响因素条件下进行正渗透试验,并对试验后的膜片进行清洗,探究膜污染的可逆性.结果表明:提高汲取液浓度、运行温度及膜面流速均可有效增加膜通量;正渗透对滆湖水体中的溶解性微生物代谢产物、类色氨酸、类富里酸和腐殖酸四种主要DOM成分均有较好的去除效果,DOC、UV₂₅₄截留率均在96%以上;短期运行通过水力清洗几乎可以完全恢复膜通量,而长期运行通过超声清洗可以基本恢复全部膜通量,通过分析膜清洗液可知造成膜污染的主要物质为类色氨酸类和类富里酸类物质.     

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器运行性能影响因素研究

SPG膜微气泡曝气生物膜反应器是微气泡曝气与废水好氧生物处理结合的可行方式.本研究采用SPG膜微气泡曝气生物膜反应器处理模拟生活废水,探讨运行条件、SPG膜污染及膜孔结构变化等因素对系统运行性能的影响.结果表明,空气通量、进水有机负荷、填料类型及床层孔隙率对COD去除性能影响较小,各运行条件下COD平均去除率保持在80%～90%.随着空气通量降低或进水有机负荷提高,溶解氧(DO)浓度显著下降,造成氨氮去除性能恶化,其平均去除率可由80%～90%降至20%～30%;同步硝化反硝化过程受此影响,总氮(TN)平均去除率也由30%～40%降至20%左右.此外,采用环形填料并提高床层孔隙率,有助于改善污染物去除性能.低空气通量或高进水负荷条件下,微气泡曝气的氧利用率接近100%.长期运行中,SPG膜表面生物膜生长及有机物累积会造成SPG膜污染,而在线清洗中碱性NaClO溶液侵蚀SPG膜孔结构,使SPG膜的平均孔径及孔隙率显著增大,从而影响SPG膜空气通透性.     

Fulvic acid removal by nanoparticle TiO2 using a submerged membrane photocatalysis reactor

The degradation of fulvic acid（FA） by nanoparticle TiO2 in a submerged membrane photocatalysis（SMPC） reactor was studied. In this reactor, photocatalytic oxidation and membrane separation co-occured. The continuous air supplier provided O2 for the photocatalytical reaction and mixed the solution through an airflow controller. The particle TiO2 could automatically settle due to gravity without particle agglomeration so it could be easily separated by microfiltration（MF） membrane. It was efficient to maintain high flux of membranes. The effects of operational parameters on the photocatalytic oxidation rate of FA were investigated. Results indicated that photocatalyst at 0.5 g/L and airflow at 0.06 m^3/h were the optimum condition for the removal of fulvic acid, the removal efficiency was higher in acid media than that in alkaline media. The effects of different filtration duration on permeate flux rate of MF with P25 powder and with nanoparticle TiO2 were compared. Experimental results indicated that the permeate flux rate of MF was improved and the membrane fouling phenomenon was reduced with the addition of nanoparticle TiO2 catalyst compared with conventional P25 powder. Therefore, this submerged membrane photocatalysis reactor can faciliate potential application of photocatalytic oxidation process in drinking water treatment.     

Treatment of phosphate-containing oily wastewater by coagulation and microfiltration

The oily wastewater generated from pretreatment unit of electrocoating industry contains oils, phosphate, organic solvents, and surfactants. In order to improve the removal efficiencies of phosphate and oils, to mitigate the membrane fouling, coagulation for ceramic membrane microfiltration of oily wastewater was performed. The results of filtration tests show that the membrane fouling decreased and the permeate flux and quality increased with coagulation as pretreatment. At the coagulant Ca （OH）2 dosage of 900 mg/L, the removal efficiency of phosphate was increased from 46.4% without coagulation to 99.6%; the removal of COD and oils were 97.0% and 99.8%, respectively. And the permeate flux was about 70% greater than that when Ca（OH）2 was not used. The permeate obtained from coagulation and microfiltration can be reused as make-up water, and the recommended operation conditions for pilot and industrial application are transmembrane pressure of 0.10 MPa and cross-flow velocity of 5 m/s. The comparison results show that 0.2 μm ZrO2 microfilter with coagulation could be used to perform the filtration rather than conventional ultrafilter, with very substantial gain in flux and removal efficiency of phosphate.     

膜生物反应器中膜过滤特征及膜污染机理的研究

以膜生物反应器处理市政污水,通过对活性污泥进行终端过滤来反映膜污染机理,实验表明,最初很短时间内膜污染受膜孔堵塞模型控制,之后受沉积层阻力模型控制,后一阶段是膜污染的主要控制阶段;膜的相对通量随过滤时间呈指数衰减趋势,压力越大,通量衰减越快;污泥沉积层存在压密过程,这一过程中的污泥比阻随压力增大而增大,并得到处理市政污水的污泥压密指数为0.807 8;阻力分布实验表明沉积层阻力占总阻力的90%以上,是膜过滤污染阻力的主要组成部分;活性污泥各组分对膜污染均有贡献,其中悬浮固体、胶体颗粒和溶质产生的阻力分别占87.98%、6.20%和5.82%;根据实验和计算结果,探讨了MBR处理市政污水过程中可能的膜污染机理.     

动态膜-生物反应器对化粪池废水的处理

应用动态膜原理,以0.1mm孔径的普通筛绢代替固定膜材料构成一体式动态膜-生物反应器(DMBR)处理实际化粪池污水。HRT=5h,膜通量J=18L/(m2·h)。动态膜生物反应器对COD和NH4+-N的平均去除率分别达到了65.3%和68.2%,同时还对动态膜的通透性进行了研究。     

混凝对膜污染的防止作用

研究了混凝改善膜通量和防止膜污染的效果 .结果表明 :直接过滤原水的情况下 ,反冲洗后的膜通量恢复仅为初始通量的40% ;而投加了混凝剂 4mg/L和10mg/L(以Al计 )后 ,反冲洗后的通量得到了完全的恢复 .混凝防止膜污染取决于过滤过程在膜表面形成的滤饼层的性能 .在过滤混凝液的情况下 ,混凝能在膜表面形成滤饼层 ,从而有效地防止膜污染 ,而过滤上清液的情况下 ,无法为混凝去除的中性亲水性的有机物沉积在膜表面 ,造成膜污染 .