氧化石墨烯改性PVDF/PET复合膜的制备及其抗污染性能

采用PET编织管作为复合膜的结构层,将PVP和氧化石墨烯(GO)分别作为制孔剂和改性剂与PVDF基材混合,通过涂覆-浸没凝胶相转化法制备得到具有亲水性的高强度PVDF/PET编织管复合膜。观察复合膜的断面结构和表面形貌,测定其纯水通量、表面基团以及接触角等性能参数,并将不同浓度GO改性复合膜应用于序批式膜生物反应器(SMBR)中。利用原子力显微镜(AFM)及自制的污染物胶体探针测定了溶解性微生物产物(SMP)与膜面之间的微观作用力,考察改性复合膜的抗污染特性。在40 d的反应器运行实验中,GO改性复合膜的清洗周期较改性前延长了20%～40%,该结果说明改性复合膜能够有效抑制膜面对污染物的吸附,且GO质量分数为0.5%时清洗周期最长。AFM测试结果显示,复合膜中GO质量分数为0.5%时,SMP与膜面之间的黏附力最小,抗污染能力最强。     

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.     

好氧膜-生物反应器中微滤膜选择的实验研究

用扫描电镜表面观察和全自动压汞仪测定了2种亲水化改性PVDF微滤膜的平均孔径、孔隙率等基本性能参数。对2种膜的纯水通量,及其平板膜组件在好氧膜生物反应器内污染过程进行分析。结果显示,2种膜污染过程均呈现先缓慢后快速的"二阶段"趋势,第二阶段是膜污染的主导阶段。尽管平均孔径小、孔隙率高的膜本身阻力大、纯水通量低,但其污染速率较低,物理及化学清洗恢复率较高。膜孔径及孔隙率指标是影响其在MBR中运行的污染速率的主要因素,平均孔径小、孔隙率高的膜抗污染能力强。     

TiO2/PVDF编织管改性复合膜的制备及性能

以PET编织管为内支撑层,以PVDF为膜基材、纳米TiO2粒子为亲水化改性剂,利用涂覆-浸没凝胶相转化法制备得到具有高强度高通量的PVDF-PET编织管改性复合膜。考察PVDF含量对涂覆及膜表面形貌和膜性能的影响。以水通量、抗污染性等为评价指标,确定改性膜中纳米TiO2颗粒的最佳投入比。结果表明：PVDF-PET编织管中空纤维膜在PVDF耗量、过滤面积和机械强度上较传统中空纤维膜具有更大优势。当铸膜液中PVDF含量在10%~14%时,膜表面平整光滑,涂覆均匀;PVDF含量为12%时,复合膜孔隙率最大。由QCM-D检测分析可知,PVDF/TiO2膜与纯PVDF膜相比,牛血清蛋白（BSA）吸附量减少;TiO2含量为1%时复合膜通量衰减率最低,抗污染性最强,通量最大,复合膜整体性能更为优异。     

PA/蒽醌/PVDF复合纳滤膜结构与性能及其应用

以聚偏二氟乙烯(PVDF)超滤膜为基膜,采用聚乙烯亚胺(PEI)与单宁酸(TA)和没食子酸(GA)的混合物共沉积后,再与均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合的方法制备了PVDF复合纳滤膜,探讨了TA与GA的混合质量比例对PVDF复合纳滤膜选择层的微观结构和性能的影响,分别采用FTIR、AFM、SEM和水接触角测量仪对复合纳滤膜选择层的化学结构、表面粗糙度、微观结构和表面亲水性进行了表征,考察了PVDF复合纳滤膜在模拟RB5-NaCl染料废水处理中的性能和稳定性。结果表明：随着TA:GA比例的增加,选择层的表面粗糙度增加、水接触角减小,纯水通量增加,PEG1000截留率略有降低;染料废水通量和截留率呈相同的变化趋势,染料和盐的分离因子达到12.97;PVDF复合纳滤膜在运行时间内表现出良好的稳定性。     

PVDF/PMMA与PVDF/TPU共混膜抗污染性能研究及应用

观察新型五孔PVDF共混改性纤维膜SEM形貌特征,采用逐级通量法测定PVDF/PMMA和PVDF/TPU共混改性膜的临界通量,研究在次临界和超临界通量下A(PVDF/PMMA)与B(PVDF/TPU)2种管式膜组件的过滤和抗污染性能,并在次临界通量下处理地表水。结果表明,PVDF共混改性膜具有优良的微观结构,且膜B性能较好;膜A、B的临界通量分别为12 L/(m2.h)和10 L/(m2.h);膜组件B比膜组件A抗污染性能好。次临界通量下膜组件的运行比超临界通量下的稳定。与采用单独超滤处理某市地表水相比,2种膜组件采用混凝+超滤工艺的运行处理效果更好,且膜组件B比膜组件A处理效果佳。     

耦合微滤膜的正渗透膜生物反应器的构建及其运行性能

针对目前正渗透膜生物反应器（OMBR）存在的盐度积累问题,借助微滤（MF）膜允许溶解性盐透过的特性,开发了基于MF和正渗透（FO）技术的新型膜生物反应器（MFO-MBR）。实验以MFO-MBR为依托,选取性能优良的聚酰胺（TFC）材质的FO膜,考察工艺处理模拟生活污水过程中的运行性能。结果表明,由于MF的引入,MFO-MBR的盐度被控制在1.7 mS·cm-1左右。正是由于MFO-MBR中的低盐度环境,FO膜的通量得到了提升,最终稳定在6.5 LMH左右。虽然MF的出水劣于FO膜的出水,但是可以直接用作城市杂用水,而FO膜出水中TOC和NH4+-N的去除率分别高达96%和98%。TFC污染膜面含有总细胞、蛋白质、ɑ-D-吡喃多糖及β-D-吡喃多糖等有机和生物污染物,且以微生物和蛋白质为主。盐度积累导致的渗透压差的减小是常规OMBR通量衰减的主要原因,而膜污染尤其外部污染则是MFO-MBR通量衰减的主因。     

陶瓷微滤膜处理轧钢含油废水的工艺

采用陶瓷微滤膜处理轧钢含油废水，优化了过滤过程的操作条件；通过阻力分析和对膜清洗的研究，得出各阻力对膜过滤性能的影响，并提出较为有效的膜再生方法。研究表明，这一方法处理轧钢含油废水，具有广阔的应用前景。     

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     

二级出水微滤过程中对醋酸纤维素酯膜的有机污染特征

低压膜过滤技术(包括微滤和超滤)在再生水生产领域正引起越来越广泛的关注。然而如何解决低压膜过滤过程中的膜有机污染问题始终是膜技术所面临的技术挑战。本研究采用醋酸纤维素酯微孔滤膜对二级出水溶解性有机物(EfOM)及其不同亲疏水性组分、蛋白模拟溶液、腐殖酸(HA)等进行恒流过滤实验。对不同有机物污染后的膜表面使用全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)和X射线电子能谱(XPS)进行表征。结果表明,相对于蛋白质和EfOM等,HA所造成的膜污染最少。ATR-FTIR的结果同时显示,以官能团而言,更多的氨化物(1535cm-1)、脂肪族物质(2860～2970cm-1)和氢氧根(3400cm-1)存在于膜表面。TMP/V数据比较结果表明,在EfOM各亲疏水性组分、蛋白质和HA的对比中,EfOM中的疏水碱性物质(HPO-B)对膜污染的贡献最大,而HA的膜污染贡献最小。UVA和荧光激发-发射光谱(FEEM)结果表明,HPO-B和蛋白质对醋酸纤维素酯膜的污染贡献较大。综合不同分析手段可以对不同有机物造成膜污染的潜能大小得出如下排序:HPO-B>蛋白质>HPO-A、HPI>HA。     

内置转盘式PVDF膜生物反应器污水处理的试验研究

对内置转盘式PVDF膜生物反应器(SRMBR)处理污水工艺及膜清洗进行了研究.SRMBR处理污水可以长期稳定运行,在实验模拟污水COD为180～368 mg/L时,出水COD在运行1d后稳定在20 mg/L以内,COD去除率>93%.增大转盘式平板膜组件转速可以增大SRMBR的平衡水通量,转速从15 r/min增大到25 r/min,平衡水通量从42.5 L/(m2·h)增大到47.5L/(m2·h).在一定自吸泵停抽时间内(0～1 min),延长停抽时间有利于减缓膜污染、提高平衡水通量.对污染的膜进行水洗、水洗 碱洗、水洗 碱洗 酸洗,3种清洗方式分别使膜平衡水通量恢复至新膜平衡水通量的48.4%、83.5%、90.2%.     

TiO_2光催化对微滤去除腐殖酸的膜污染控制研究

着重研究了不同紫外灯光源和照射时间条件下,TiO_2光催化(PCO)对微滤去除腐殖酸过程中的膜污染控制,并探讨了膜污染的控制机理。研究结果表明,TiO_2光催化能有效提高微滤对腐殖酸的去除,同时降低膜通量的下降,起到有效控制膜污染的作用。进一步的实验分析表明,TiO_2光催化控制膜污染的主要机理在于将腐殖酸降解为易于被TiO_2吸附的小分子量物质,吸附腐殖酸降解产物后的TiO_2聚合颗粒粒径增大,易于在膜表面形成更为松散的沉积层,并使膜污染从以膜孔堵塞和沉积层污染为主转化为以沉积层污染为主的可逆性污染。     

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。     

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.     

管式膜连续微滤装置处理回用城市污水的中试研究

就管式膜连续微滤装置对城市污水处理厂二沉池出水处理回用的可行性进行了中试研究 ,结果表明 ,该装置在运行压力为 0 .1 2～ 0 .1 5MPa ,反冲洗间隔为 1 8min时 ,吨水能耗仅为 0 .4 5kWh。此时对COD、浊度有较高的去除率 ,分别为 75 .71 %和 94 .4 9% ,对氨氮也有一定的去除效果 ,去除率为 4 0 .2 6 % ;处理后出水COD、氨氮、浊度均明显优于《生活杂用水水质标准》(CJ2 5 .1 89)中的相关规定。该装置成本低、操作简单 ,用于污水回用具有较高技术经济可行性     

膜探针的制备及PVA/PEG/PVP在膜污染过程中的作用

为了进一步研究膜的抗污染性能,介绍了一种新型膜探针技术。将二氧化硅颗粒黏附在探针尖端,并将含不同添加剂的铸膜液涂覆于二氧化硅表面以制成一种改性膜探针。采用原子力显微镜测量不同改性膜-污染物和污染物-污染物之间的黏附力。实验结果表明:膜-污染物之间的黏附力远大于污染物-污染物之间的黏附力;膜对二级出水(effluent organic matter,EfOM)通量的衰减幅度与膜-污染物之间黏附力正相关,与污染物-污染物之间黏附力的相关性不明显;(3)膜通量的恢复率与膜-污染物黏附力大小负相关。