中空纤维膜吸收法脱除SO_2的实验研究

利用聚丙烯中空纤维膜组件为吸收器 ,以SO2 /空气混合气—清水、SO2 /空气混合气—NaOH溶液 ( 0 .1mol/L ,0 .5mol/L)为实验体系 ,研究了吸收液浓度、气液两相流速和气液两相流程等操作条件对吸收率的影响 ;以传质单元高度 (HTU)为指标 ,与 3种常用填料吸收塔进行了比较 ;研究结果表明 :中空纤维膜吸收技术用于工业SO2 脱除具有较高的传质效率和显著的环境效益     

气态膜吸收分离二甲胺水溶液的研究

利用自制的高效中空纤维膜组件,通过气态膜吸收法分离二甲胺水溶液.在本实验范围内,把总传质系数和二甲胺脱除率作为评价因素,对影响传质效果的3个因素进行了正交实验.从实验数据可以看出,进口温度升高使得总传质系数与脱除率增大,流速增大使得脱出率下降而总传质系数增大,初始进口浓度对总传质系数与脱除率影响不大.单因素实验得出传质效果最佳的条件为:二甲胺溶液进口温度为45℃,二甲胺溶液流速为0.08m·s-1,二甲胺溶液初始进口浓度为3000×10-6.结果表明二甲胺溶液进口温度是最显著的影响因素,二甲胺溶液流量的影响次之,二甲胺溶液初始进口浓度影响不显著.通过膜组件稳定性实验,了解到膜组件运行550h性能依然很高.     

膜基吸收恶臭气体H_2S的实验研究

选甲基二乙醇胺溶液为吸收剂,聚丙烯中空纤维膜作接触器,通过单因素实验研究膜基吸收恶臭气体H2S的影响因素。结果表明,吸收剂浓度对脱硫率影响明显,适当的吸收剂浓度是保证脱硫率的关键因素;进气速率增大可以提高传质系数、增强传质,但脱硫率降低;提高进气压力可以提高脱硫率,但不如吸收剂浓度影响大;吸收剂循环使用对脱硫率影响较大,应在满足出气要求的前提下,合理控制循环次数和循环比例。对含H2S347mg/m3的进气,实验得到的适宜的脱硫条件为:进气流速0.35m3/h、压力0.1MPa,吸收剂流量0.40m3/h、浓度3mol/L。在该条件下,单级膜组件脱硫率稳定在96%以上。     

硅橡胶/陶瓷复合膜的制备及其油气回收性能研究

将硅橡胶与陶瓷管组合制备成硅橡胶/陶瓷复合膜用于回收汽油等轻质油品所挥发的油气,实验过程为首先采用热解法对陶瓷管进行预处理,然后用浸涂法制备硅橡胶/陶瓷复合膜.实验得出如下结论:膜厚随着浸涂时间的增加而增加,膜越厚渗透通量越小;增加真空度,有利于提高有机物的渗透通量和分离系数;分离系数比较大的制膜条件为以四氢呋喃作溶剂,浸涂13 h.     

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.     

膜萃取处理水溶液中镉、锌离子的工艺

以P204+正庚烷为萃取剂,将中空纤维膜萃取技术用于处理水溶液中镉离子、锌离子.研究了两相流速、初始浓度及溶液pH等因素对传质系数和萃取率的影响,计算了膜萃取器的传质单元高度(HTU)_w,同时还研究了萃取剂的再生问题.实验结果表明,在低浓度下(＜500 mg/L),平衡分配系数较大,传质阻力主要是在水相;在初始浓度较高时(＜2000mg/L),由于分配系数较小,三项传质阻力均不可忽略;在初始浓度很高时(＞2000mg/L),传质由有机相和膜相阻力控制.实验还表明通过膜器串联可以实现萃取剂的再生.对于稀溶液(＜200mg/L),中空纤维膜萃取可以使水溶液中金属离子浓度减小2个数量级,通过计算,中空纤维膜萃取器(HTU)_w在15～30cm之间,大大低于传统的萃取塔.     

高浓度4-氯酚在中空纤维聚砜膜固定化细菌反应器中的共代谢降解研究

悬浮生长的Pseudomonas putida菌可以苯酚为生长基质,通过该细菌的共代谢过程将4-氯酚降解.当苯酚和4-氯酚的浓度达到120 mg/L和600 mg/L时,由于基质对细菌的抑制作用,该共代谢过程难以进行,细菌不能生长.通过对细菌在中空纤维膜反应器中固定化,细菌可以降解高浓度的四氯苯酚,即使当苯酚和4-氯酚浓度为200 mg/L和1 000 mg/L时,利用此中空纤维膜固定化细菌反应器仍可在34 h内都能将其完全降解.与悬浮生长降解菌不同,由于基质在中空纤维膜中质量传递的受限,固定化后的细菌受到中空纤维膜的保护,从而得以生长并降解高浓度的基质.     

N-TiO2/PSF中空纤维复合膜光催化烟气脱硝研究

采用溶胶-凝胶法以聚砜(PSF)中空纤维膜为载体制备了N-Ti O2/PSF中空纤维复合膜催化剂,考察其光催化烟气脱硝性能.紫外光催化的NO去除效率可达63%,去除负荷可达213.6 g·m-3·h-1.采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、X-射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了N-Ti O2/PSF中空纤维复合膜催化剂.UV-Vis光谱分析表明,掺杂N改性的Ti O2复合膜光催化层在紫外和可见光波段的吸收性能都有极大的改善.XPS证明了O—Ti—N键能的存在.N-Ti O2/PSF中空纤维膜光催化处理NO的作用机制为NO气体通过中空纤维膜传质到NTi O2催化膜,光催化产生羟基自由基和超氧负离子,NO气体被羟基自由基和超氧负离子氧化成易处理的NO2和HNO3.     

膜生物反应器处理一氧化氮废气研究

采用中空纤维膜生物反应器处理一氧化氮(NO)废气,考察系统长时间运行稳定性、闲置后恢复生物降解情况,研究了进气浓度、停留时间、液体喷淋量及pH对氮氧化物净化效率与传质系数的影响.膜生物反应器实现了100 d长时间高效稳定运行,闲置38 d后能在l周内迅速恢复;膜生物反应器对NO的净化效率最高可达93.8％,适宜运行条件:液体pH值为7.4,气体停留时间为32 s,液体喷淋量为3 mL· min-,其对应的膜传质系数为7.39×10-5 mol·m-2·s-l.膜生物反应器提高系统的NO传质效率,增强了降解效果,具有较好的抗负荷冲击能力,能适应非连续性生产的要求.     

内压式中空纤维超滤膜污染模型研究

以流体力学和过滤理论为基础,建立了一个描述内压式中空纤维超滤膜污染的数学模型。该模型将膜的性质、原水的性质、清洗条件等多种因素对超滤过程的影响,用一个参数——膜堵塞系数表示。实验以造纸黒液稀释水为原水,对模型参数进行了拟合、验证,模拟计算结果与实验实测数据比较吻合,说明该模型能较好的模拟内压式中空纤维超滤膜过滤过程。     

一体式MBR工艺中不同膜组件结构形式对比试验研究

MBR工艺尽管可以获得较低悬浮物浓度的出水,但对氮、磷的去除却很难达到要求,因此MBR强化脱氮除磷组合工艺成为研究热点并得到应用。从现有的强化脱氮除磷组合工艺着手,并在此提出了研究方向,认为强化内源反硝化及膜污染控制是今后研究的重点。选用两种经过改进的中空纤维膜组件与典型的中空纤维膜组件一起进行对比实验研究,在相同的试验条件和试验用水下,改进后的膜组件,不但可以缓解膜通量的衰减,还可以使COD、总氮、总磷等达到很好的去除率,保证出水的良好状态。     

水质环境条件对恒流超滤过程的影响研究

研究了用聚丙烯腈中空纤维超滤膜组件净化含腐殖酸类有机物模拟废水的恒流膜过程,考察了水中的Ca2+浓度、离子强度、pH值等水质环境条件对超滤膜过滤性能的影响。试验结果表明,增加水中Ca2+浓度,增大溶液离子强度,以及降低pH值均能增大跨膜压差的增加速率;增加水中Ca2+浓度和降低pH值的效果较明显。Ca2+、离子强度变化基本不影响有机污染物的去除率,而pH值的升高降低了膜对水中有机污染物的去除率。     

超滤法处理含原油污水的研究

本文论述了用聚砜中空纤维超滤膜处理含原油污水的研究,讨论了料液循环速度、操作温度、操作压力和料液浓度对膜传输性能的影响。设计了直径为10.2cm(4英寸)的中空纤维组件和相应的超滤设备,考察了透水速度随操作时间的变化,选用合适的膜清洗工艺,膜透水速度可保持为60L/m~2·h(40℃,1kg/cm~2压力)。工业化实验证明,用中空纤维膜处理含原油污水是成功的,透过液含油量低于10mg/L。该法亦适用于其它种类含油污水的处理。     

膜生物反应器中膜组件性能的对比研究

膜生物反应器中不同膜组件对废水的处理效果不同。论文主要对膜生物反应器中分别产自日本和德国的聚乙烯中空纤维膜膜组件处理生活污水的情况进行了考察,在给定的水力停留时间、污泥浓度、pH值等参数的条件下,对其膜组件性能进行了对比研究。通过对生活污水的降解试验发现,在相同的条件下,两种膜组件在浊度的去除方面均达到100%,并且系统处理出水COD均<50mg/L,去除率可分别达到86%和85%,但对氨氮去除两者均未达到60%,另外两种膜组件的膜通量的衰减相差较大,日本膜组件的衰减较缓慢而德国膜组件的衰减很快。     

膜分离-光催化组合工艺的应用研究

文章主要对膜分离-光催化组合工艺进行了研究。通过对悬浮体系中二氧化钛粒径的分析,选择合适的中空纤维膜。在不同的条件下对二氧化钛悬浮体系的研究结果表明,二氧化钛粒子的分离性能受粒子粒径、抽吸压力、曝气量、温度、pH值、料液环境等因素的影响,而在光催化反应常用的二氧化钛浓度范围内(1～4g/L),浓度对分离性能的影响不大。     

Fluoride removal from brackish groundwater by direct contact membrane distillation

The direct contact membrane distillation applied for fluoride removal from brackish groundwater was investigated.The self-prepared polyvinylidene fluoride membrane exhibited high rejection of inorganic salt solutes.The maximum permeate flux 35.6 kg/(m2 ·hr) was obtained with the feed solution at 80°C and the cold distillate water at 20°C.The feed concentration had no significant impact on the permeate flux and the rejection in fluoride.The precipitation of CaCO3 would clog the hollow fiber inlets and foul the membrane surface with increasing concentration factor when natural groundwater was used directly as the feed,which resulted in a rapid decline in the module efficiency.This phenomenon was diminished by acidification of the feed.The experimental results showed that the permeate flux and the quality of obtained distillate kept stable before concentration factor reached 5.0 with the acidified groundwater as feed.The membrane module efficiency began to decline gradually when the feed continued to be concentrated,which can be mainly attributed to the formation of CaF2 deposits on the membrane surface.In addition,a 300 hr continuous fluoride removal experiment of acidified groundwater was carried out with concentration factor at 4.0,the permeate flux kept stable and the permeate fluoride was not detected.     

Performances of biological aerated filter employing hollow fiber membrane segments of surface-improved poly （sulfone） as biofilm carriers

Using the surface of poly （sulfone） hollow fiber membrane segments as grafted layer, the hydrophilic acrylamide chain was grafted on by UV-photoinduced grafting polymerization. The gained improvement of surface wettability for the modified membrane was tested by measuring the contact-angle as well as FTIR spectra. Then correlation between the hydrophilic ability of support material and the biofilm adherence ability was demonstrated by comparing the pollutant removal rates from urban wastewater via two identical lab-scale up-flow biological aerated filters, one employed the surface wettability modified poly （sulfone） hollow fiber membrane segment as biofilm carder and the other employed unmodified membrane segment as biofilm carder. The experimental results showed that under the conditions of influent flux 5 L/h, hydraulic retention time 9 h and gas to liquid ratio （G/L） 10： 1, the removal rates of chemical oxygen demand （COD） and ammonium nitrogen （NH4^＋-N） for the modified packing filter and the unmodified packing filter was averaged at 83.64% and 96.25%, respectively, with the former filter being 5%-20% more than the latter. The effluent concentration of COD, NH4^＋-N and turbidity for the modified packing filter was 25.25 mg/L, 2 mg/L and 8 NTU, respectively. Moreover, the ammonium nitrogen removal performance of the filter packing the modified PSF was compared with the other bioreactor packing of an efficient floating medium. The biomass test indicated that the modified membrane matrixes provided better specific adhesion （3310-5653 mg TSS/L support）, which gave a mean of 1000 mg TSS/L more than the unmodified membrane did. In addition, the phenomenon of simultaneous denitrification on the inner surface of the support and nitrification on the outer surface was found in this work.     

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%.     

Gas-initiation under UV and liquid-grafting polymerization on the surface of polysulfone hollow fiber ultrafiltration membrane by dynamic method

Using the inner-surface of polysulfone hollow fiber ultrafiltration membranes as grafted layer, the method of gas-initiation and liquid-polymerization has been studied, which aimed to adjust the diameter of the pores in the membranes. The degree of polymerization varied with the changes of the parameters, such as irradiation time, monomer concentration, temperature and time of polymerization and so on. The results indicated that using benzophenone(BP) which is in a gaseous condition as photo-initiator, acrylamide as graft monomer, the polyacrylamide chain was grafted on the surface of membranes. After the surface membrane being modified, the water flux and retention altered, and thus it can be seen that the diameter of the pores in the membrane was altered. These experiments contribute to finding a new way to produce the hollow fiber membrane with the small pore size and are extraordinarily worth developing and studying.