纳米氧化锌改性聚偏氟乙烯超滤膜的性能

采用共混法制备了纳米ZnO改性聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,考察纳米ZnO添加量对聚偏氟乙烯膜性能的影响。膜性能测定数据表明,适量纳米ZnO(1.5%~2.0%)的添加使膜孔径增大了53.91%,膜纯水通量提高了77.01%。同时,膜接触角随着纳米ZnO添加而降低,从89.3°逐渐减小到77.9°;衰减系数减小了48.84%,膜阻降低了76.62%,PVDF-ZnO超滤膜对牛血清白蛋白(BSA)的截留率稳定在90%以上。以大肠杆菌为代表的PVDF-ZnO膜抑菌性能测试结果表明,随着纳米ZnO添加量的增加,PVDF-ZnO膜抑菌率相应增加,尤其在纳米ZnO质量分数为3.0%时抑菌率高达62.9%,显著提高PVDF膜的抗菌效果。     

PVDF/PVA改性超滤膜抗污染特性的微观作用力评价分析

使用动态过滤法对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜进行改性,得到PVDF/聚乙烯醇(PVA)改性膜。系统考察了改性前后PVDF超滤膜表面的微观结构变化,使用原子力显微镜结合自制的—COOH、—OH官能团探针,定量测定了改性前后超滤膜与官能团之间的作用力变化特点,并进行了富含—OH、—COOH官能团的典型有机物海藻酸钠(SA)及腐殖酸(HA)的膜污染实验。结果表明,与PVDF基膜相比,PVDF/PVA改性膜表面粗糙度增大,接触角有效降低;—COOH、—OH官能团与PVDF/PVA改性膜之间的作用力远远小于—COOH、—OH官能团与PVDF之间的作用力。在相同的膜污染运行时间内,改性膜的通量衰减速率及衰减幅度皆小于相应PVDF膜的通量衰减速率及衰减幅度。说明改性膜有效降低了膜-污染物之间相互作用力,提高了膜的抗污染能力,微观作用力评价方法可利用于揭示膜污染本质。     

纳米SiO2改性聚偏氟乙烯离子交换膜对单组分电解质溶液的脱盐性能研究

对纳米SiO2改性聚偏氟乙烯(SiO2/PVDF)离子交换膜电渗析处理单组分电解质溶液进行了试验研究。结果表明,在不同操作条件下,SiO2/PVDF离子交换膜的极限电流密度和脱盐率均大于未改性聚偏氟乙烯(PVDF)离子交换膜。SiO2/PVDF离子交换膜的极限电流密度随着淡水流量和电解质浓度的增加而增加;随着电流强度的增加,SiO2/PVDF离子交换膜的脱盐率也相应增加;随着淡水流量增加,脱盐率会逐渐降低。为使SiO2/PVDF离子交换膜用于电渗析过程获得良好的脱盐效果和节约能量,NaCl质量浓度为500mg/L时电流密度应控制在1.17mA/cm2。     

季铵盐改性聚偏氟乙烯膜抗污染性能及其对厌氧膜生物反应器微生物的潜在影响研究

将季铵盐(QAC)改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜运用于厌氧膜生物反应器(AnMBR),评估了其抗污染性能,探讨了厌氧微生物在QAC/PVDF膜上短期暴露时的活性变化情况。结果表明,QAC/PVDF膜在AnMBR中清洗周期较长,说明QAC/PVDF膜可延缓AnMBR的膜污染形成;将厌氧微生物短期暴露于QAC/PVDF膜的环境中,QAC/PVDF膜对厌氧生物处理相关酶活性影响较小,不会引起厌氧微生物细胞破损或产甲烷性能下降。但随着直接接触的QAC浓度上升,厌氧微生物细胞破损比例上升,相关酶活性和产甲烷性能下降。     

溶液对蛋白质污染膜的清洗效果分析

采用牛血清蛋白（BSA）代表有机物,自行开发了聚偏氟乙烯（PVDF）膜片,结合耗散型石英晶体微天平（QCM-D）,考察不同NaCl浓度条件下BSA在PVDF膜面的微观解吸行为及吸附层结构特征;并使用原子力显微镜测定相应离子条件下与膜污染行为相关的微观作用力大小,综合膜性能恢复实验,解析NaCl溶液对有机物污染膜的清洗机理. 结果表明：随着NaCl离子浓度的从1增加到300 mmol·L-1,PVDF与羧基官能团之间的相互作用力逐渐减小,BSA污染层松散度逐渐增大;同时引入大量的水合Na+离子进入BSA污染层内部,破坏BSA污染层内部的静电吸引力和氢键,进而破坏吸附层结构,伴随着BSA污染膜的通量恢复率随着NaCl离子浓度的增加而大幅度提高。     

聚丙烯超滤膜的低温等离子体改性方法比较

为了研究低温等离子体对中空纤维膜的改性效果,对聚丙烯(PP)中空纤维膜进行了4种等离子体改性处理,以接枝率、力学性能、膜面官能团变化以及膜面形态为评价指标,比较了不同改性方法的改性效果。FT-IR特征分析发现,以同时照射法改性后的膜面官能团变化最大,且接枝率高,力学性能好。元素能谱分析表明,处理后的膜表面的N、O含量均有不同程度的变化,且与接枝率成正相关。SEM照片及力学性能反映出:改性后膜面存在损失,柔韧性变差。综合各指标的比较发现,同时照射法是一种最佳的改性方法。因此,特别考察了同时照射改性膜的清水通量的变化,结果表明,该方法能够大幅度提高膜的清水通量。     

短流程膜工艺中紫外预处理对膜生物污染的影响

近年来,以超滤膜为核心的短流程工艺因其占地面积小、净水效率高备受关注,但随之而来的生物污染问题是阻碍长期运行的瓶颈。基于此,考察了紫外预处理作用下,短流程工艺长期运行条件下的膜污染行为。结果表明,一定程度的紫外预处理(180 μW·cm-2)能有效减缓短流程膜工艺的生物污染问题。运行60 d后,膜池中微生物的死亡/存活比率由39.90%/60.10%升高至66.40%/33.60%,滤饼层中胞外聚合物浓度为未经紫外预处理时的76.50%。此时,紫外预处理的跨膜压差上升至34.40 kPa,而未经紫外预处理的跨膜压差高达41.50 kPa。然而,紫外预处理由于灭菌范围广和不可持续性,导致膜表面滤饼层中的微生物群落结构和丰度几乎无变化。同时,紫外预处理对出水水质几乎无影响。     

表面改性GOT/PVDF超滤膜的制备及对水中微污染物的去除

以氧化石墨烯-二氧化钛（GOT）纳米复合物作为亲水化改性剂,通过动态过滤法对聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜进行改性,得到GOT/PVDF改性膜。分别选用腐殖酸（HA）、磺胺嘧啶（SDZ）作为水中微污染物的代表物质,研究了改性膜在不同光照条件下对HA及SDZ的去除行为,同时考察了膜表面GOT的稳定性。结果表明：GOT/PVDF改性膜能提高对水中天然有机物的去除并控制膜污染;在光催化条件下,GOT/PVDF膜能够去除98.3%的SDZ,远高于黑暗条件下31.8%的去除率。     

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.     

聚砜中空纤维超滤膜动态法表面光接枝改性

以二苯甲酮 (BP)为光引发剂 ,丙烯酰胺 (AAM)为接枝单体 ,以先用紫外光照射引发剂 ,然后将引发剂和单体分步输送到膜上的方法对聚砜单内皮层中空纤维超滤膜的内表面进行接枝改性。实验表明 ,改性后膜的表面亲水性有所上升 ,膜孔径也有一定程度的减小。证明该方法具有可行性 ,并有进一步发展的潜力。     

离子交换富集回收生活污水超滤膜滤后出水的氨氮

利用离子交换实现生活污水超滤膜滤后出水中低浓度氨氮的富集回收。通过静态实验,考察了pH波动、阳离子存在（Ca2+、Mg2+）和离子吸收剂种类对氨氮回收利用的影响。钙、镁离子显著降低了强酸树脂和改性沸石的氨氮吸收量,而对天然沸石影响较小。实际生活污水经超滤膜去除碳源后出水的柱式动态实验表明,污水中钙、镁等阳离子的存在极大抑制了强酸树脂的氨氮富集效果,而天然沸石虽然具有吸收选择性,但吸收量低、难以解吸完全。实现膜浓缩出水中低浓度氨氮高效回收利用,需要找到兼备良好选择性和再生性能的吸收剂,或者研发适当的预处理技术消除杂质阳离子的干扰。     

响应面法在超滤过程分析和评价中的应用

以天然水体中普遍存在的天然有机物腐殖酸(humic acid,HA)为模型污染物,采用PVC合金中空纤维超滤膜去除水中腐殖酸。以腐殖酸去除率和水透过系数作为评价指标,采用响应面法对超滤过程中溶液pH、溶液离子浓度和初始膜通量进行三因素五水平中心组合设计实验,并采用二次回归方程拟合影响因素与响应值之间的函数关系,建立回归方程。结果表明,在腐殖酸的超滤过程中,溶液pH值、溶液离子浓度、初始膜通量对腐殖酸去除率的影响显著性大小为:溶液pH值>溶液离子浓度>初始膜通量,对水透过系数影响显著性大小为:溶液pH值=初始膜通量>溶液离子浓度。腐殖酸去除率和水透过系数方程的调整决定系数Adj. R2分别为为77.10%和88.12%,显著性水平分别为0.001504和0.0001,达到极显著水平,说明方程拟合良好,可用于超滤过程中腐殖酸去除率和水透过系数的分析和评价。     

膜吸收法净化低浓度甲醛和氨气简

基于膜吸收技术自制双层平板式膜吸收器,搭建净化低浓度甲醛和氨气污染模拟系统,考察不同膜结构参数、进气流量、吸收剂流量等因素对其净化效果的影响。结果表明,聚偏氟乙烯PVDF对低浓度甲醛和氨气的净化效率高于聚四氟乙烯PTFE。对同一材质膜,随着膜孔隙率的增大,甲醛和氨气的净化率呈上升趋势。随着进气流量的增加,甲醛和氨气的净化效率降低;而吸收剂流量对其净化效率影响不大。对于所有实验条件,平均膜孔径为0.22 μm的PVDF 4^#在进气流量u_g=120 L/h时,甲醛和氨气的净化效率最高,分别达94.7%和96.3%。     

膜吸收法净化低浓度甲醛和氨气

基于膜吸收技术自制双层平板式膜吸收器,搭建净化低浓度甲醛和氨气污染模拟系统,考察不同膜结构参数、进气流量、吸收剂流量等因素对其净化效果的影响。结果表明,聚偏氟乙烯PVDF对低浓度甲醛和氨气的净化效率高于聚四氟乙烯PTFE。对同一材质膜,随着膜孔隙率的增大,甲醛和氨气的净化率呈上升趋势。随着进气流量的增加。甲醛和氨气的净化效率降低;而吸收剂流量对其净化效率影响不大。对于所有实验条件,平均膜孔径为0．22μm的PVDF4#在进气流量ug=120L／h时,甲醛和氨气的净化效率最高,分别达94．7％和96．3％。