纳滤膜去除饮用水中微量三唑磷的研究

分别采用NF200、NF90纳滤膜去除饮用水中的微量三唑磷,研究了操作压力、原水中三唑磷浓度、pH和离子强度等因素对其去除效果的影响,并探讨了两种纳滤膜截留三唑磷的机理.结果表明:两种纳滤膜均可有效去除饮用水中的微量三唑磷,NF200膜的去除率在90%左右,NF90膜的去除率可达97%以上;操作压力对NF200、NF9...     

纳滤膜净化受污染地下水的效能与膜污染特性

分别建立了以活性炭、锰砂及石英砂过滤为预处理的纳滤膜组合工艺系统净化受污染地下水以活性炭为预处理的纳滤膜通量衰减速率最小[0.0592L/(m2·h2)],说明由地下水中有机物造成的纳滤膜污染作用明显大于铁、锰及硬度引起的无机污染;预处理出水经终端纳滤膜处理后,地下水中COD、UV254等有机物综合指标去除率达50%以上,并能保留水中的部分矿质元素,而且经终端纳滤膜处理后地下水中的有机物种类减少了28种,同时色谱总峰面积减少了94.6%;结合扫描电镜、色质联机及傅立叶红外-拉曼光谱分析,主要有26种烃类、苯类、醛类等有机物污染物附着在膜上,无机污染物则以CaCO3和CaSO4成分为主.     

纳滤膜组合工艺去除饮用水中可同化有机碳和致突变物

分别以太湖水和淮河水为水源的两地水厂出厂水为研究对象，研究纳滤膜组合工艺对饮用水中可同化有机碳和致突变物的去除效果。研究表明，纳滤膜对可同化有机碳的去除率为80%，能确保饮用水的生物稳定性。对致突变物的去除率大于90%。使Ames实验结果由阳性转为阴性。对两地不同原水均能生产出安全优质的饮用水。     

多相催化臭氧氧化-纳滤工艺污水深度净化研究

以高吸附性能的活性炭纤维作为催化反应载体,建立了多相催化臭氧氧化-纳滤组合工艺,研究其对污水深度净化效果及其机理。结果表明,由于活性炭纤维的催化作用,显著提高了催化臭氧氧化反应效率,催化臭氧氧化单元单独运行5 h后对紫外吸收值(UVA254)和总有机碳(TOC)的去除率分别为68.2%和32.3%。组合工艺运行5 h后出水UVA254和TOC的去除率分别为98.7%和89.5%,对3类典型内分泌干扰物(如双酚A、萘及苯并[a]芘等)的去除率高达90%以上,均高于单独纳滤工艺的去除率。与单独纳滤工艺相比,单独运行5 h后纳滤膜通量下降23.8%,而组合工艺膜通量仅下降14.6%,体现了组合工艺具有改善出水水质和提高产水能力等多方面先进性。     

藻类有机物对纳滤膜去除萘普生效果影响研究

研究了2种藻类(鱼腥藻/小环藻)有机物(AOM)对纳滤膜去除萘普生(NPX)的影响效果.结果表明,在藻类AOM存在的情况下HL纳滤膜对NPX的去除率由63%增加至64.7%(小环藻)和72.7%(鱼腥藻);但同时造成了严重的膜污染,比通量由99.7%下降至89.6%(小环藻)和86.3%(鱼腥藻).研究发现,藻类AOM的中等分子量(1.5~5kDa)发挥了重要的作用,它们主要由疏水性有机物构成,紧密地黏附在膜表面形成滤饼层,使膜表面的疏水性增强.滤饼层的疏水性造成膜通量衰减并提高NPX去除率.研究还表明,鱼腥藻AOM在中等分子的疏水性明显比小环藻的强,造成的膜污染更严重以及更高的NPX去除效果.     

重力驱动式微滤对屋面雨水处理效率研究

出水水质、能耗是雨水利用过程中的焦点问题。文章设计了一种实验室规模的重力驱动式膜滤系统,用来处理典型屋面雨水,考察了该工艺对浊度,SS,高锰酸盐指数,NH_3-N和UV_(254)的去除效果。结果表明,重力驱动式微滤膜对屋面雨水具备良好的去除效果,浊度和SS的去除率分别达到了81.5%～96.2%, 41.7%～69.8%。受限于微滤膜对小分子物质的低截留率,该工艺对高锰酸盐指数,NH_3~-N与UV_(254)的去除效果不如浊度与SS,去除率分别为16.7%～67.3%, 11.1%～57.9%与4.3%～45.7%,但出水依然能稳定达到城市杂用水水质标准。该工艺连续运行30 d无清洗,膜通量稳定在25～40 L/(m~2·h)。实验结果表明,单独采用这种简便、无能耗的重力驱动微滤工艺可以高效地处理雨水,对于以非饮用为目的的水处理以及分散供水具备经济适宜性。     

乳制品废水纳滤膜法工艺中污染膜清洗方法研究

乳制品废水用纳滤膜法回用处理时,会纳滤膜因为膜污染而使膜通量下降,采用化学清洗可使膜通量恢复。文章研究了单种清洗剂、组合清洗的清洗效果,考察了清洗时间和清洗剂浓度对膜通量恢复率的影响。研究结果表明:采用单一清洗剂效果不显著,组合清洗效果明显,清洗剂浓度和清洗时间均存在最佳值。且当用清水清洗10min,用35~40℃、pH=10.5NaOH溶液清洗30min,用0.3%H2O2碱液清洗20min,最后用2%柠檬酸清洗30min后膜通量恢复率达到90%以上。     

电化学耦合膜工艺去除饮用水中卡马西平

研究了外加电压、初始浓度对电化学耦合膜工艺去除饮用水中卡马西平（CBZ）效果的影响.结果表明,CBZ初始浓度为100μg/L的条件下,随着电压的升高,电化学耦合膜工艺对CBZ的去除率逐渐增加,在外加电压为2V,电化学耦合膜工艺对CBZ的去除率达到88.0%;外加电压为2.0V的条件下,CBZ初始浓度为50~500μg/L时,电化学耦合膜对CBZ的去除率均达到85%以上.而与粉末活性炭/微滤膜（PAC/MF）工艺的比较可知,电化学耦合膜工艺的去除效果更为稳定,运行成本也更低.考察了水中的离子强度和腐殖酸对电化学耦合膜工艺去除CBZ效果的影响.结果表明,由于对系统中·OH的竞争作用,离子强度的增大及腐殖酸浓度的提高将抑制CBZ去除.     

膜法技术在印染废水深度处理中的应用和研究

采用超滤-纳滤、超滤-反渗透2种膜集成工艺对印染废水二级生物法的处理出水进行深度处理,比较2种不同材料和结构的超滤膜预处理的效果,并研究了纳滤和反渗透对出水水质的影响.研究结果表明,作为纳滤和反渗透预处理的有效手段,超滤能有效去除部分COD.PES超滤膜综合性能较PVC超滤膜好;在深度脱盐方面,与反渗透膜相比纳滤膜在较...     

矿井水典型水化学组分纳滤模拟试验研究

为揭示纳滤对高矿化度矿井水的处理机制,选取NaCl、MgCl2、Na2 SO4、MgSO4作为矿井水典型化学组分,通过模拟试验研究了溶液浓度和操作压力对分离性能的影响.结果表明:纳滤膜通量主要取决于膜两侧的操作压力差和溶质的渗透压差,分别呈现正相关和负相关关系;质量浓度为1000 mg/L时,氯化物最低膜通量和硫酸盐最...     

基于HBPs接枝的PVDF膜亲水改性及抗污染性能

在聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜表面接枝超支化聚合物聚乙烯亚胺（HPEI）,并通过环氧丙醇与氨基的开环反应在PVDF膜表面形成高密度的多羟基结构,实现PVDF膜的亲水改性.实验对膜的表面亲水性、抗粘附性能和抗污染性能进行表征,并采用原子力显微镜（AFM）测量膜与污染物探针之间的粘附力以进一步探究改性膜的抗污染机理.实验结果显示,改性后,PVDF膜的接触角从85°减小至42°,润湿时间从20s缩短至10s,表面亲水性显著提高;在静态吸附实验中,改性膜表面粘附的蛋白质和多糖数量明显减少;在动态污染实验中,改性膜的水通量恢复率（FRR）较高,不可逆通量下降率（IFR）较低,说明其较强的抗污染性能.AFM界面粘附力的测试结果表明污染物探针与改性膜面的粘附力较弱,进一步证实改性膜表面丰富的亲水基团以及超支化结构的位阻效应可以有效改善PVDF膜的抗污染性能.     

碳纳米管预涂覆低压膜去除水中腐殖酸的机理研究

以腐殖酸（Humic Acid,HA）为研究对象,通过压力辅助过滤技术将碳纳米管（Carbon Nanotubes,CNTs）预涂覆在聚醚砜（Polyethersulfone,PES）平板膜表面,制备了CNTs预涂覆低压膜,分别考察了该膜在恒压和恒流实验中对HA的去除情况及其对膜污染的缓解作用.研究表明,CNTs预涂覆膜可以有效缓解基膜的污染,保证CNTs的分散性,增加PES膜表面预涂覆CNTs的投加量,有助于缓解膜污染的发生;采用径向尺寸小的CNTs制备出的预涂覆低压膜,其抗污染能力更佳.研究进一步采用恒流膜滤装置对膜滤过程的3个阶段（新膜过滤阶段、膜污染加速阶段、堵塞膜截留阶段）进行了模拟,考察了CNTs预涂覆低压膜对HA的去除机理.结果表明,新膜过滤阶段,CNTs预涂覆低压膜运行初期,CNTs的吸附性能对HA的去除起主导作用,HA去除率随过滤时间的增加而不断减小,吸附阶段CNTs预涂覆膜的跨膜压差（Transmembrane Pressure,TMP）始终保持在较低水平（不高于15 kPa）,降低CNTs的径向尺寸和提高CNTs投加量,均有助于吸附去除HA;膜污染加速阶段,随着CNTs预涂覆膜进入膜污染加速阶段,HA的去除率由吸附阶段的不断降低开始出现上升拐点,TMP由于CNTs预涂覆膜的加快堵塞而不断升高;堵塞膜截留阶段,CNTs预涂覆低压膜在一定程度堵塞后,表现出截留去除HA的效能,且TMP仍保持在低压膜运行范围内,降低CNTs的径向尺寸,制备的预涂覆膜孔径小且分布均匀,有助于其提高截留去除HA的效能.整个恒流实验过程中,未负载CNTs的基膜对HA仅有微弱的吸附作用,且由于其较大的孔径,对HA的截留作用十分有限.本文通过对CNTs预涂覆低压膜吸附阶段和截留阶段的划分,明确了CNTs预涂覆低压膜在吸附饱和之后,能够有效截留水中HA,可作为水中腐殖质类污染物去除的一种有效手段.     

不同物理清洗方式对一体式膜生物反应器过滤特性的影响

通过考察一体式膜生物反应器运行过程中的膜污染情况和不同物理清洗方式减缓膜污染的效果,研究造成膜污染的原因和控制膜污染的方法.结果表明:膜外表面沉积污泥是造成膜污染的主要因素.空曝气减轻膜污染的作用有限,只能将归一化膜比通量从0.26提高到0.39;在活性污泥混合液中搓洗膜丝可以清除膜外表面沉积污泥层,可将归一化膜比通量从0.29提高到0.64,是一种方便而有效的清洗方式,且可在实际生产中实现.间歇式运行方式的停抽期间,最低剩余抽吸压力可以用来表征运行过程中膜过滤性能的变化.      

Ag/TiO_2-PVA改性无纺布的抗污染性能

以廉价的无纺布为基膜,采用NaBH4还原法制备了Ag/TiO2-PVA复合膜,研究了Ag/TiO2-PVA复合膜作为MBR膜组件处理人工废水的抗污染性能,并对Ag/TiO2-PVA复合膜进行了XRD表征。Ag/TiO2-PVA复合膜的XRD谱图显示出TiO2及Ag的特征峰,说明复合膜表面存在TiO2纳米粒子和单质银。MBR处理人工废水的实验结果表明,Ag/TiO2-PVA复合膜的跨膜压力明显低于对照组,而膜通量则明显高于对照组;膜污染阻力分析表明,Ag/TiO2-PVA复合膜对滤饼层阻力表现出很好的抑制作用;说明Ag/TiO2-PVA复合膜能明显抑制膜污染,具有较好的抗污染性能。Ag/TiO2-PVA复合膜的光催化作用,对废水中有机污染的降解有一定的强化作用,其出水COD平均值低于对照组。Ag/TiO2-PVA致密层的存在提高了无纺布的截留效率,使其出水的浊度低于也对照组。     

有机大分子对聚酰胺复合纳滤膜偏硅酸钠污染的影响

选用腐殖酸(HA),海藻酸钠(SA),牛血清蛋白(BSA)和偏硅酸钠分别模拟水体中有机大分子和无机污染物对聚酰胺复合纳滤膜进行了膜污染试验.结合原子力显微镜(AFM)及自制的胶体探针定量测定了不同条件下,膜-偏硅酸钠以及偏硅酸钠-偏硅酸钠之间的作用力.分析了污染膜的表面结构特征及其通量恢复率,系统考察了膜表面吸附不同有机大分子后,对随后硅酸盐污染行为的影响.结果表明:膜表面吸附HA和SA后,膜面负电位增加,与偏硅酸钠之间静电斥力变大,导致其结合能力减弱,减缓了结垢污染.然而,吸附BSA后的膜与无有机条件膜相比,负电位基本一致,故对纳滤膜结垢过程几乎无影响.     

分离高浓度污泥产酸发酵液的自生动态膜形成机制

采用自生生物动态膜分离高浓度污泥发酵液,研究了动态膜的形成过程及其对污泥发酵液的分离效果.结果表明,自生动态膜的形成过程受污泥浓度的影响较小,污泥浓度仅影响初始膜通量,不影响稳定时的膜通量.膜通量随着滤布孔径和搅拌速度的增大而增大.动态膜的形成过程符合死端过滤模型,分别由以下4个过程构成:先通过与膜基材孔径相似的污泥颗粒堵塞膜基材孔,其后在膜基材上形成单层污泥,进而在膜基材上形成多层污泥,最后,大颗粒污泥继续沉积到污泥层上.动态膜形成后,对污泥颗粒和溶解性COD(SCOD)的截留率分别为98%和28%,对挥发性脂肪酸(volatile fatty acids,VFAs)的渗透率在82%以上,胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中的蛋白质是动态膜的主要成分.     

混合单体对等离子体法改性PTFE膜微生物亲和性能的影响

膜材料氧传质性能和微生物亲和性对MABR（膜曝气生物膜反应器）的稳定运行及处理效果有重要影响,为探究混合单体对等离子体法改性PTFE（聚四氟乙烯）膜微生物亲和性能的影响,采用两步等离子体法分别在PTFE膜表面接枝聚合DOPA（左旋多巴）/GMA（甲基丙烯酸缩水甘油酯）、Lys（赖氨酸）/GMA、BA（苯胺）/GMA和DEA（乙二胺）/GMA四种混合单体,测定改性前、后PTFE膜的微生物亲和性,并进一步确定最佳混合单体改性PTFE膜的氧传质性能.结果表明:与未改性PTFE膜和仅接枝聚合GMA单体改性复合膜相比,DOPA/GMA、Lys/GMA、BA/GMA和DEA/GMA混合单体改性复合膜表面的微生物亲和性均有提高;Lys/GMA混合单体改性复合膜表面的微生物亲和性最佳,显著高于未改性PTFE膜,膜表面的生物量用ρ（DNA）和ρ（TOC）表示,分别为9.67 ng/μL和103.44 mg/L,比未改性PTFE膜高出34.7%和286.0%,同时其膜表面的生物量增加速度最快;DOPA/GMA和DEA/GMA混合单体改性膜表面的微生物亲和性相近,且高于BA/GMA混合单体改性膜;Lys/GMA混合单体改性复合膜的最大氧传质系数为1.17 m/d（操作压力为35 kPa）,显著高于未改性PTFE膜的0.48 m/d（操作压力为11 kPa）.研究显示,两步等离子体法接枝聚合的混合单体改性能够同时改善PTFE膜的微生物亲和性和氧传质性能,更适合于制备MABR复合膜,可为开发MABR专用膜材料提供理论基础和技术支持.      

膜—生物反应器特性影响因素研究

通过对外压管式膜组件与曝气池构成的好氧膜生物反应器的研究，分别考究膜组件的操作压力，膜面流速以及活性污泥混合液的污泥浓度，溶解性有机特的含量和温度等对膜通量的影响。     

波纹微通道湍流促进器减缓SFMBR的膜污染效果分析

主要通过浸没式平板膜生物反应器的膜污染阻力分布和膜表面的污染特性来分析波纹微通道湍流促进器减缓浸没式平板膜生物反应器的膜污染效果.结果表明,波纹微通道湍流促进器有效地降低了总阻力Rt,降低率达到68.01%,其中的Rrf、Rc和Rp+Ra分别降低54.20%、87.98%和84.00%;滤饼层厚度、有机和无机污染成分都减少,且污染层更易去除.综合膜污染阻力分布和膜表面污染物表征结果从扰流作用强化机理、逆扩散机理、絮凝机理和微孔强化过滤机理四个方面分析了波纹微通道湍流促进器减缓浸没式平板膜生物反应器膜污染的效果.     

pH值对有机物(BSA)膜污染的影响

选用BSA(牛血清蛋白)代表有机污染物,使用QCM-D技术考察了BSA在PVDF膜面的吸附行为及吸附层结构随pH值的变化特征,并采用原子力显微镜定量测定了相应pH值条件下PVDF-BSA及BSA-BSA之间作用力,结合膜污染试验,解析pH值对有机物污染膜行为的影响机理.结果发现,在BSA的等电点,PVDF-BSA及BSA-BSA之间的静电排斥力最小,导致BSA迅速吸附累积于膜面,形成密实的BSA污染层,引起超滤膜通量大幅度衰减.当pH值偏离BSA等电点后,BSA间静电排斥力的增强有效削弱了BSA在膜面的吸附量,相应BSA污染层松散度增大,膜污染减弱.在实际的水处理中,通过适当的pH值调节,针对性将超滤膜及污染物调整至带有相同电性、并增大二者所带净电荷量,是减缓超滤膜污染的有效手段.