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。      

氧化铝陶瓷膜分离高浊度水试验研究

实验研究了氧化铝陶瓷膜处理高浊度水时膜通量衰减变化规律,发现运行初期膜通量衷减很快,后期衰减趋于平缓,总体成线性下降。对0.8μm、0.2μm、50nm 3种不同孔径的氧化铝陶瓷膜性能进行了比较,发现50nm氧化铝陶瓷纳滤膜处理高浊度水膜通量明显大于0.8μm和0.2μm氧化铝陶瓷超滤膜,而浊度和污染指数也较两者小。     

添加剂PEG对共混超滤膜结构和性能的影响

以不同分子量聚乙二醇 (PEG)作为PSf/A共混超滤膜的添加剂 ,测定所制备膜的水通量、截留率 .结果表明 ,膜的水通量随PEG分子量的变化呈现非线性关系 .当PEG分子量为4000时 ,水通量达到最大值115.2mL·(cm²·h)^-1,是不加PEG时的6倍 .通过超滤实验结果以及膜结构的电镜照片的观察 ,研究了PSf/A共混超滤膜体系中PEG作用的规律 .PEG分子量的增加改变了PSf/A铸膜液体系的相平衡关系 ,使铸膜液成为热力学不稳定体系 ,加速了相分离的发生 ;另外 ,PEG分子量的增加提高了铸膜液的粘度 ,引起相分离的延迟,这2种作用影响了膜的最终结构和性能.     

在超滤草浆黑液过程中膜阻力的分布

采用截留分子量30000,20000,10000和6000的超滤膜,对草浆黑液进行了超滤过程中膜阻力分布的研究.通过测定不同条件下膜样品的通量,对聚乙二醇标准物的截留率,指出在超滤黑液过程中各部分阻力的比例和超滤膜的分离特性的变化.各种膜样品的热重分析结果表明,膜污染是由微量有机物引起的污染.     

亲水聚合物改性微滤膜在膜生物反应器中的膜污染研究

采用经过聚合多巴胺和氨基聚乙二醇(mPEG-NH_2)表面改性的PVDF微滤膜,通过浸没在膜生物反应器(MBR)中验证改性微滤膜的抗污染性能.同时,采用多种分析手段对改性膜进行表征,包括膜表面微观形貌、润湿性、粗糙度和表面官能团等.实验同时考察了改性膜在MBR中运行的水通量衰减、污染膜的阻力分布,以及对膜面污染物的胞外多聚物组分的影响.结果发现,所采用的膜改性方法明显改善了膜表面的亲水性.短期过滤实验结果表明,多巴胺涂覆膜的稳定通量比原膜高47%,PEG改性膜则在水通量方面有进一步提高;在长期恒通量过滤阶段,多巴胺涂覆膜和PEG接枝膜的比膜通量分别比原膜高37%和88%.实验还发现,改性膜表面滤饼层中蛋白质和多糖含量均低于原膜.     

壳聚糖聚乙二醇活性炭共混超滤膜制备及性能研究

研究了壳聚糖制备超滤膜,以及致孔剂聚乙二醇(PEG400)、活性炭含量对膜的水通量和截流率的影响。发现PEG的加入大大提高了壳聚糖超滤膜的纯水透过率和对牛白蛋白溶液的截流率。加入活性炭也同样可以提高膜的纯水通量和截流率。结果表明,选择投加5μL(每100mL铸膜液添加5μLPEG)的水溶性PEG400为致孔剂所制得的膜的水通量和截留率最理想。将此膜应用到洗浴废水上,COD去除率达到75%。     

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.     

分体式膜-生物反应器在废水处理中的工艺条件

对分体式膜-生物反应器(RMBR)处理废水进行了研究.进水COD_Cr:312～584mg/L,RMBR的出水CODCr在运行4d后＜15 mg/L并稳定.向生物反应器添加0.5g/L(混合液)的粉末活性炭(PAC)后出水COD_Cr＜4.22mg/L.膜侧污水流速在0.9～1.9m/s范围内,临界膜通量随膜侧污水流速的增大而增大.添加PAC,组合添加PAC和Al₂(SO₄)₃·18 H₂O均可有效提高临界膜通量.在膜侧流速1.9m/s的条件下,临界膜通量从72L/(m²·h)分别增至76L/(m²·h)和81 L/(m²·h)在22℃～30℃范围内,每升高1℃可提高膜通量1.9%.在连续运行100d中,RMBR可在无任何物理,化学清洗的条件下运行14d而透膜压力无增大,膜通量不降低.对于已污染的膜,水清洗、水碱共间清洗、水碱酸共同清洗可分别恢复至新膜膜通量的47%、83%、94%.     

微污染水源水中有机物的分布特征及微滤膜对其的影响作用

本试验是在微污染水源水中有机物分布调查的基础上,采用聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜(MF)过滤微污染地表水,考察微滤膜对天然水中有机物的影响作用.试验结果表明,黄浦江微污染水源水中的有机物分子质量主要集中在3~5 k Da和0.2 k Da附近,且疏水性有机物和亲水性有机物所占的比例相当.有机物季节性分布特征明显,冬季溶解性有机碳(DOC)的值偏高,而UV254和比紫外吸光度值(SUVA)则在夏季偏高.黄浦江原水经微滤膜过滤后,有机物构成发生明显变化,膜出水中的亲水性有机物的比例增加,而疏水性有机物的比例降低,DOC和UV254的平均去除率分别为17.73%和15.75%.黄浦江原水及经0.45μm滤膜过滤以去除悬浮物的黄浦江原水分别进行微滤膜过滤,膜比通量的对比发现,在较短时间内两者的膜比通量下降都很明显,而后膜比通量都趋于平缓,变化趋势及结果基本一致,可见,黄浦江水中造成膜通量下降的物质并不是悬浮物,而是溶解性的有机物质.     

陶瓷微滤膜深度处理炼油污水二级出水的效能及膜清洗研究

建立了炼油污水二级生化出水的陶瓷微滤膜深度处理系统,当膜孔径为0.2 mm、操作压力为0.12 MPa时,该系统对CODCr和SS的去除率分别达到79%以上和87%以上,出水达到生活杂用水水质标准.自动高压气体(0.5 MPa)反冲洗可有效地提高膜通量;反应系统中加入Al2(SO4)3絮凝剂(50 mg/(L d))与不加入时相比,可使膜通量提高近80%;采用NaOH、HNO3、NaClO溶液和家用洗涤灵进行化学清洗时,HNO3和NaClO先后使用的复合清洗方法效率最高.     

磁场对静态纳滤过程的膜通量及CaCO3结晶的影响

使用NF270型和NF型纳滤膜研究了经磁化预处理的钙溶液的静态纳滤过程,并与未经磁化预处理钙溶液的静态纳滤结果相比较.结果表明,当水样中Ca²⁺ 浓度为3.6 mmol/L,硬度等于碱度,初始水样体积为300 mL,体积浓缩倍数为2时,普通溶液的膜通量随滤出液体积呈现单调递减趋势;但处理磁化溶液时,膜通量随滤出液的体积先下降后上升,然后才下降,且平均膜通量比普通溶液的高,表明磁化预处理可以改善纳滤膜的部分操作性能.对膜的扫描电镜分析表明,处理磁化溶液的纳滤膜膜面上生成的晶体相对较多.综合纳滤膜通量和膜面晶体生成量的观察,认为磁场的引入可使膜表面结晶速率增加,致使膜面溶质浓度降低,通量上升,同时因生成的晶体全部留在膜面上,运行一段时间后有效膜面积减少,又导致通量下降.晶体生成量较多的膜,通量却相对较高,这与平常对膜污染的认识相矛盾.通过对结晶过程的理论分析,认为一定程度的结晶对膜操作性能有改善作用.     

玻璃纤维编织管动态膜生物反应器处理沼渣废液

一种新型的玻璃纤维编织管动态膜生物反应器应用于高黏度、高氨氮和高COD的沼渣废液的处理。该玻璃纤维编织管经过了固化和覆膜的组合改性,膜组件采用平板化的栅式构型。研究表明:组合改性方式分别为1∶4+1∶50和1∶2+1∶50时的膜组件的稳定通量分别为5.45 L/(m2.h)和6.50 L/(m2.h);同时膜组件的清洗效果良好,再次运行仍能够稳定,通量为5.35 L/(m2.h)。而且出水比较澄清,没有臭味,养分也得到了有效保留。此外,改性后的玻纤编织管估算价格约为93.2元/m2,低于传统有机膜。     

草浆黑液中碱的扩散渗析回收与处理

研究采用扩散渗析法回收草浆黑液中的氢氧化钠,分别采用了离子交换膜和上海交通大学高分子研究所提供的疏水氟膜、亲水氟膜对草浆黑液进行处理。单位膜面积单位体积黑液下阴极室总碱量的增加用R表示。三种膜的R值分别为2.17×10-7mol/(mL·cm2)、9.20×10-8mol/(mL·cm2)、4.39×10-7mol/(mL·cm2)。可见亲水氟膜的扩散渗析效果最好。实验对原黑液及经亲水氟膜扩散渗析得到的稀碱液进行了质谱分析,结果显示只有一部分小分子有机物转移到蒸馏水一侧。从亲水氟膜处理前后的扫描电镜图可以看出亲水氟膜只有较轻微的污染。可见亲水氟膜有最好的扩散渗析效果和较好的使用寿命。     

UIO-66改性聚酰胺正渗透复合膜的制备及性能研究

采用界面聚合方法将UIO-66纳米颗粒引入复合膜中制备出改性的聚酰胺复合膜,并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射光谱（XRD）和接触角仪等仪器对材料和复合膜进行测定表征.以去离子水为原料液,1mol/L氯化钠溶液为汲取液进行渗透性能测试.选取BSA及SA作为污染物进行污染实验,并利用自制探针,借助原子力显微镜（AFM）测定了污染物与膜面的微观作用力.研究发现,相较于原始的聚酰胺复合膜,当UIO-66材料的添加量为0.04wt%时,改性复合膜在FO模式下的纯水通量由10.28L/（m²·h）增大到13.67L/（m²·h）, PRO模式下纯水通量由17.68L/（m²·h）增大到20.41L/（m²·h）,渗透性能改善效果显著,并具有较好的选择性能.此外,污染实验发现相较于原始膜,改性复合膜的通量衰减趋势较缓且与污染物之间粘附力都较小,说明UIO-66改性聚酰胺复合膜的抗污染性能有所提升.     

城市污水二级出水超滤膜污染与膜特性的研究

以城市污水二级出水为过滤介质,考察了PVA、PVP、PMMA等与PVDF的二元及三元共混超滤膜的过滤污染行为.结果表明,共混优化了PVDF超滤膜的结构参数,添加剂PVP、PVA可有效改善膜的亲水化程度,提高膜渗透通量.超滤膜的亲水性和结构特性对膜抗污染性能影响较大;堵孔阻力是二级出水过滤膜污染不可逆的主要原因.亲水性较强的超滤膜,二级出水过滤初期易因浓差极化而导致滤饼层污染,造成一定的通量衰减,但易清洗恢复,不可逆污染指数(rir)为0,抗污染性能好.致密的超滤膜表面有利于防止二级出水中的中低分子量污染物进入膜内部,而断面通透大孔和疏松海绵层结构的超滤膜,能减少二级出水中的污染物在膜中沉积形成堵孔阻力.膜表面多孔,内部大孔发育不充分,易形成堵孔污染,通量衰减大且不易清洗恢复,膜污染不可逆.     

动态膜-生物反应器对城市污水的处理

应用动态膜原理,以0.1mm孔径的普通筛网代替固定膜材料构成一体式动态膜-生物反应器(DMBR)处理实际城市污水.HRT＝3.5h时,出水水质良好.DMBR在小于数cm的液位差下自流出水,出水中的SS最高检测值为4.05mg/L,但在多数情况下为0.在MLSS约7000～8000mg/L下,当动态膜通量为14.9L/(m²·h)时,出水水头仅为5.8mm;27d连续运行,出水水头没有明显改变.动态膜对反应器上清液中的COD和TOC的平均去除率分别为28.74%和36.9%.当溶解氧浓度大于2～3mg/L时,氨氮去除率大于96%.     

草浆造纸黑液无污染排放治理新方案——双极膜电渗析法回收碱

介绍碱法草浆黑液采用膜技术处理的各种方案,着重介绍了碱法草浆黑液资源化全回收技术并提出了新的技术方案,该方案是先用硫酸中和酸析黑液中的木质素,或用纳滤方案回收木质素,然后采用双极膜电渗析法回收已去除木质素的黑液中的酸和碱,最后经蒸发和喷雾干燥回收其中的糖、其他营养成分及大部分水,达到无污染排放的目的。该方案碱回收率在50%～80%,取决于黑液中碱的浓度,回收1 t碱的耗电量低于2 500 kW.h。该法的基本投资比同规模碱回收法节省60%以上,具有较好的经济效益。