酒石酸钾钠(PST)对纳滤处理重金属废水的强化效果

以酒石酸钾钠(PST)为络合剂,分别选取Cd、Zn、As和Pb 4种金属废水,探索络合纳滤工艺对金属离子去除率和膜通量的强化效果,测定纳滤膜表面接触角以表征膜通量变化规律,并研究了压力、金属浓度和溶液pH参数对络合纳滤过程的影响。结果表明,PST对4种金属去除的强化效果存在相似规律,分别有一个最佳PST添加浓度。随PST浓度的增加,金属离子去除率先增大后减小,而膜通量一直增大。研究发现,纳滤膜表面接触角与膜通量呈稳定的反比例关系,与金属离子种类和PST添加量无关。随着操作压力的增大,膜通量线性增加,去除率基本不变;金属离子浓度的增加对膜通量影响不大,金属去除率略有上升;pH在4~5之间变化时,As去除中膜通量和去除率均有所升高,而Cd、Zn和Pb 3种溶液处理效果基本不受pH影响。     

纳滤工艺去除水中微量内分泌干扰物

主要研究了DL1210型纳滤膜去除水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、乐果和莠去津的影响因素,考察了温度、pH值、初始浓度、跨膜压力(TMP)和运行时间对膜通量和截留率的影响。结果表明,纳滤工艺是去除水中微量DBP、DEHP、乐果和莠去津的有效方法,初始pH值和温度的升高会导致纳滤膜对DBP、DEHP、乐果和莠去津的截留率的降低,膜对DBP和DEHP的截留率随初始浓度的升高而降低,TMP和运行时间不会对膜通量和目标污染物的截留率造成显著影响。当初始pH为5、初始浓度为5μg/L、温度为5℃、TMP为0.4 MPa时,纳滤工艺对DBP、DEHP、乐果和莠去津的截留率达到最佳,分别为91.8%、89.8%、98.02%和77.6%,出水中DBP、DEHP、乐果和莠去津浓度分别为0.41、0.49、0.099和1.12μg/L。     

酒石酸钾钠（PST）对纳滤处理重金属废水的强化效果

以酒石酸钾钠（PsT）为络合剂,分别选取cd、zn、As和Ph4种金属废水,探索络合纳滤工艺对金属离子去除率和膜通量的强化效果,测定纳滤膜表面接触角以表征膜通量变化规律,并研究了压力、金属浓度和溶液pH参数对络合纳滤过程的影响。结果表明,PsT对4种金属去除的强化效果存在相似规律,分别有一个最佳PsT添加浓度。随PsT浓度的增加,金属离子去除率先增大后减小,而膜通量一直增大。研究发现,纳滤膜表面接触角与膜通量呈稳定的反比例关系,与金属离子种类和PsT添加量无关。随着操作压力的增大,膜通量线性增加,去除率基本不变;金属离子浓度的增加对膜通量影响不大,金属去除率略有上升;pH在4～5之间变化时,As去除中膜通量和去除率均有所升高,而cd、zn和Ph3种溶液处理效果基本不受pH影响。     

SPEEK涂层纳滤膜处理草甘膦废水

以聚醚砜(PES)超滤膜为基膜,采用涂层法制备磺化聚醚醚酮(SPEEK)中空纤维复合纳滤膜,研究其对草甘膦的浓缩和去除。考察了该膜在浓缩草甘膦模拟废水中的操作条件,如跨膜压力、进料浓度、进料pH和离子强度等对通量和截留率的影响。结果表明,随跨膜压力的增加,草甘膦的截留率和水通量均增加,当跨膜压力由0.3 MPa增加到0.8 MPa时,水通量由34.0 L/(m2.h)增加至98.0 L/(m2·h),截留率高于98%;增加进料浓度和离子强度,截留率和通量均减小,当进料浓度由100 mg/L增至1 000 mg/L,水通量降低12.4%,截留率降低8.4%;而pH由3.0升至11.0时,截留率增加,但通量几乎不变。当把该膜材料用于浓缩含高浓度NaCl的草甘膦母液时,发现在0.5 MPa压力和pH=11.0下,复合纳滤膜对NaCl的截留率低于20%,对草甘膦的截留率可达90%。这说明该复合纳滤膜可以把草甘膦与NaCl有效分离开来,为草甘膦的回收利用提供了基础。     

LVJ纳滤膜对磺胺二甲基嘧啶截留性能

用LVJ-NF102聚酰胺纳滤膜在LJ-2540ST卷式膜中试设备中进行纳滤截留水体中磺胺二甲基嘧啶实验,考察操作时间、操作压力、磺胺二甲基嘧啶浓度和离子强度等因素对纳滤膜截留磺胺二甲基嘧啶的影响.结果表明,LVJ纳滤膜对磺胺二甲基嘧啶的截留率100 min后基本稳定;随操作压力的增加,LVJ纳滤膜通量和对磺胺二甲基嘧啶的截留率都增大;随着溶液中磺胺二甲基嘧啶浓度的增加,LVJ纳滤膜通量下降,对磺胺二甲基嘧啶的截留率先增大后维持不变;随溶液中离子强度的增加,LVJ纳滤膜通量和对磺胺二甲基嘧啶的截留率都减小.在磺胺二甲基嘧啶浓度为28.2 mg/L、操作压力为0.4 MPa条件下,LVJ纳滤膜5 min可使溶液中磺胺二甲基嘧啶截留82.7％.     

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p H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。     

纳滤膜在垃圾渗滤液深度处理中应用

利用纳滤膜技术处理MBR二级处理后出水,研究纳滤膜在垃圾渗滤液应用中回收率及进出水COD变化情况。工程试验结果表明:当MBR出水COD小于800 mg/L～900 mg/L,纳滤膜出水COD小于100 mg/L;纳滤系统直通式运行回收率40%～50%;内循环式运行回收率75%～80%,浓缩段回收率9.3%～11.8%,总回收率80.4%～82.0%;根据膜面运行流速要求,进膜的流量需大于8 m3/h;进膜压力、进水流量和循环流量是影响膜通量大小的关键因素。     

颗粒物对无电压作用下离子交换膜分离去除铜离子的影响

在无外加电压条件下研究了颗粒物对阳离子交换膜分离去除铜离子效果的影响。选用硅酸、二氧化硅、氧化铝和水杨酸等4种物质作为颗粒物分别进行实验,其添加量均为50 mg/L。Cu2+及其补偿离子K+的浓度分别为0.0787mmol/L(5 mg/L)和0.787 mmol/L,水温为25±1℃,搅拌强度为600 r/min,水力停留时间为12 h。在所述实验条件下运行96 h后,水中无颗粒物干扰时,铜离子去除率为84%;水中存在带负电荷颗粒物(硅酸)和不带电荷颗粒物(二氧化硅和氧化铝)时,铜离子去除率略为下降至81%;而当水中存在带正电荷颗粒物(水杨酸)时,铜离子的去除率进一步下降为79%。研究结果表明带正电荷颗粒物对铜离子的交换去除影响较带负电荷或不带电荷颗粒物大,因为带正电荷颗粒物更易迁移至阳离子交换膜表面甚至进入膜内,并与膜表或膜内离子交换基团结合,从而导致铜离子交换去除明显下降。     

酒石酸钾钠(PST)对纳滤处理重金属废水的强化机理

在已有纳滤处理重金属实验中,发现适当添加酒石酸钾钠可以使金属去除率增大的同时膜通量没有明显降低,而且纳滤膜表面接触角与膜通量呈稳定的负线性关系。采用X-射线(单晶)衍射法对酒石酸钾钠(PST)与Cd~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)4种金属离子的络合配位方式进行分析。通过对晶体结构和键长键角等参数的分析表明,酒石酸钾钠主要通过羧基氧原子和邻位羟基氧原子与金属离子鳌合配位形成五元鳌合环;络合配位的中心金属离子Ni~(2+)、Zn~(2+)和Cu~(2+)是六配位形式,而Cd~(2+)是七配位形式。进一步通过配位分析方法计算了不同配比下配合物水分子量的大小,发现其变化特征与纳滤膜通量的变化趋势相似;金属离子络合物体积变化受到配位键长键角和酒石酸根配位数的控制,其变化特征与纳滤截留率变化一致。说明络合物的配位水分子量和配位体积大小2个参数能够分别解释PST强化纳滤处理重金属膜通量和截留率的变化特征。     

木质膜耦合聚合物膜的重力驱动膜过滤系统增强水源水中重金属的去除及机制

针对聚合物膜的重力驱动膜过滤系统(gravity-driven membrane filtration system,GDM)对水源水中重金属去除效率低的问题,将其与木质膜(wood membrane,WM)耦合,以环保且廉价的方式提高重金属的去除效率。本研究比较了木质膜耦合聚合物微滤(microfiltration,MF)膜的GDM系统(GDM1)和聚合物微滤膜GDM系统(GDM2)对水源水中重金属的去除效能及机制。与GDM2相比,GDM1系统在木质膜的作用下,其微滤膜(GDM1-MF)上的生物膜更薄并呈现出更疏松的网状结构,因此,膜阻力更低,稳定通量更高。稳定运行后,GDM1系统对水中Fe、Mn和Cu的去除率分别达到67%、43%和59%,均高于GDM2(64%、15%和36%)。这是由于GDM1系统生物膜胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中蛋白含量以及—OH和—COOH基团更多,更有利于截留重金属。此外,GDM1-MF中存在更多的锰氧化细菌、酸杆菌门Acidobacteriota和黄杆菌属Flavobacterium,促进了...     

无机陶瓷纳滤膜分离高钠盐废水中的锶

本实验研究表明,仅用截留分子量为1000的无机陶瓷纳滤膜分离高钠盐模拟溶液中的锶,分离效果并不理想.为提高陶瓷纳滤膜对锶的选择分离效果,选择了分子量为3000的聚丙烯酸作为陶瓷纳滤膜分离的强化剂,重点探讨了溶液pH值、聚丙烯酸浓度、温度及离子强度对模拟溶液盐分离效果和膜通量的影响,并得到了适宜的锶钠分离条件.实验结果表明,在适宜条件下,通过聚丙烯酸强化和两级分离,陶瓷纳滤膜可大大提高模拟溶液中锶离子的选择分离效果,锶/钠的分离因子高达205.     

镁铝类水滑石原位共沉淀法处理含镍模拟废水的研究

通过原位共沉淀法处理含镍模拟废水,探讨了反应时间、体系pH、镍与镁的摩尔比(Ni/Mg)、二价离子与三价离子的摩尔比((Ni+Mg)/Al)和Ni 2+初始浓度对Ni 2+去除效果的影响。实验结果表明,Ni 2+能通过镁铝类水滑石原位共沉淀法被除去。体系pH、Ni/Mg、(Ni+Mg)/Al和Ni 2+初始浓度均对Ni 2+去除率影响较大,而反应时间对其影响不大。在反应时间为1～2h、pH=8.5、Ni/Mg=0.25、(Ni+Mg)/Al=2.0时,可获得最高的Ni 2+去除率(99.84%),产物经X射线衍射(XRD)分析确定具有层状双氢氧化物(LDHs)结构。     

无机陶瓷纳滤膜分离高钠盐废水中的锶

本实验研究表明，仅用截留分子量为1000的无机陶瓷纳滤膜分离高钠盐模拟溶液中的锶，分离效果并不理想。为提高陶瓷纳滤膜对锶的选择分离效果，选择了分子量为3000的聚丙烯酸作为陶瓷纳滤膜分离的强化剂，重点探讨了溶液pH值、聚丙烯酸浓度、温度及离子强度对模拟溶液盐分离效果和膜通量的影响，并得到了适宜的锶钠分离条件。实验结果表明，在适宜条件下，通过聚丙烯酸强化和两级分离，陶瓷纳滤膜可大大提高模拟溶液中锶离子的选择分离效果，锶／钠的分离因子高达205。     

絮体性质对纳滤膜污染的影响

混凝过程产生的絮体会对后续膜过滤性能产生一定的影响。实验中利用激光粒度仪研究2种混凝剂(AlCl3和PAC)在不同投加量下的絮体性质,混凝出水(不经过沉淀)直接进入纳滤膜(NF270)装置进行过滤实验。研究表明,投加量低(<0.20 mmol/L)的情况下,混凝出水反而使纳滤通量衰减发生恶化,随着投加量的增加,纳滤膜通量衰减得到有效的减缓。直接过滤腐殖酸(HA)的膜通量衰减(J/J0)为0.65,投加量为0.50 mmol/L时,AlCl3和PAC 2种混凝剂产生的通量衰减(J/J0)分别为0.78和0.75。滤饼层阻力受到絮体尺寸的影响较大,絮体尺寸越大,形成的滤饼层透水性更好。通过污染模型分析,混凝出水的纳滤膜污染机理主要是滤饼层阻力。     

乙二胺四乙酸络合纳滤对Pb~(2+)去除率影响的研究

对含Pb2+模拟土壤酸性沥出液进行乙二胺四乙酸(EDTA)络合纳滤工艺处理,探究了pH、EDTA浓度和操作压力对Pb2+去除率和膜通量的影响,采用正交实验进行优化。结果表明,EDTA络合纳滤最优条件为pH=3.0,EDTA摩尔浓度为0.24mmol/L,操作压力为1.4 MPa。     

用微观作用力解析无机离子对腐殖酸的膜污染行为影响

基于Na+、Ca2+离子在天然水体中的普遍存在及对超滤膜有机污染行为的影响,本研究主要考察了不同离子条件下腐殖酸(HA)对PVDF超滤膜污染行为的影响机理。使用原子力显微镜结合自制的膜材料及污染物探针定量测定了不同离子条件下PVDF-HA及HA-HA之间的相互作用力,同时进行了相应的膜污染实验及定量研究腐殖酸的去除效果。结果表明,PVDF-HA及HA-HA之间的相互作用力大小与膜污染速率及污染幅度呈正相关关系。一价Na+离子通过电荷屏蔽可降低HA表面的带电量,对HA膜污染行为及PVDF-HA及HA-HA之间作用力的影响并不明显。二价Ca2+离子通过电荷中和作用大幅度降低了HA表面的有效带电量,使得PVDF-HA及HA-HA之间的粘附力增大,加剧了膜污染速率。而过多的Ca2+离子会加剧HA之间的聚合,降低了HA进入膜孔内的机率,虽然会短暂的增加腐殖酸的去除效率但无法从根本减轻膜污染。     

壳聚糖包覆介孔微孔分子筛去除水中的氨氮

以壳聚糖包覆介孔-微孔复合分子筛(CS/MCM-41-A)为吸附剂去除水中的氨氮,研究了反应时间、溶液p H、溶液氨氮初始浓度、CS/MCM-41-A投加量、竞争离子对吸附的影响,分析了CS/MCM-41-A的吸附动力学和热力学特征。结果表明,298 K下,当CS/MCM-41-A投加量为5 g/L,溶液氨氮初始浓度50 mg/L,p H为7,吸附时间为40 min时,溶液中氨氮的去除率达到74.35%,CS/MCM-41-A对离子的选择吸附顺序为Mg2+K+Ca2+Na+。CS/MCM-41-A吸附氨氮符合拟二级动力学方程,吸附等温线更好地符合Freundlich方程,CS/MCM-41-A对氨氮的去除有良好的吸附性能。     

有机物性质对混凝-微滤-纳滤去除水中重金属的影响

为了探明有机物性质对混凝-微滤-纳滤去除水中重金属的影响,将腐殖酸和乙酸分别作为背景有机物,系统考察了组合工艺对镉(Cd)、铜(Cu)、镍(Ni)和锌(Zn)的去除效能及其膜通量变化过程,并通过物料衡算对4种重金属的去除行为进行了比较分析。结果表明,当原水中不含有机物时,Cu的截留率最高,达到97%以上,纳滤膜是去除其他3种重金属的主要步骤。随着原水中腐殖酸含量的增大,混凝-微滤阶段对重金属的截留能力显著增强,膜通量衰减速度加快。相反地,乙酸的存在对于组合工艺处理效能具有明显的负面效应。此时,重金属既不能被铝盐絮体有效吸附,也不能通过静电作用截留在NF膜表面。4种重金属在滤液和浓水中的回收率R_(rec)都超过了80%,膜通量的变化与处理无机重金属溶液时相近。     

纳滤去除水中的内分泌干扰物

采用陶氏DOW FILMTEC NF270芳香聚酰胺类复合纳滤膜处理水中内分泌干扰物——17α-乙炔雌二醇（EE2）,实验中分别考察了原液浓度、操作压力、pH值、Ca²⁺浓度及腐殖酸共存等不同条件下对EE2截留效果的影响。结果表明,NF270对于去除水中的EE2具有很好的效果,截留率可达到97.6%,而且,实验发现,原液浓度对EE2的截留效果影响较小;当操作压力为0.6 MPa时,膜对EE2的截留效果最好;而随着pH值和Ca²⁺浓度的增加,膜对EE2的截留率均呈上升趋势;而当腐殖酸存在时膜对EE2的截留率有明显提高,但同时也造成膜污染加剧和膜通量下降,特别是在EE2、腐殖酸和Ca²⁺共存时,膜污染更加严重。     

电化学氧化法去除微污染水中的氨氮

以低氯离子浓度下微污染水中的氨氮(NH4+-N)为研究对象,采用电化学氧化法对污染水中的氨氮进行去除。通过静态和正交实验得到了极板的最佳运行参数。实验结果表明:Cl-浓度在各影响因素中对NH4+-N去除影响最大,且在其他影响因素不变的条件下,通过改变电解电流是解决动态运行时NH4+-N去除率下降较经济有效的方法。最佳运行工艺条件为:电流密度10 mA/cm2,电解时间10 min,极板间距1 cm,溶液初始pH为7,Cl-浓度100 mg/L,面体比102 m2/m3,氨氮的平均去除率在80%以上。