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。     

低阻陶瓷膜组件回收烟气水热试验研究

采用陶瓷膜组件进行了烟气水分及余热的回收实验,研究了膜间距(20、25、34 mm)、冷却水温度(15～35℃)、冷却水流量(50～170 L/h)和陶瓷膜平均孔径(50、100 nm)对膜组件水热回收性能的影响。结果表明:膜组件间距的减小、冷却水流量的提高和冷却水温度的降低均能有效提高陶瓷膜对烟气的水热回收性能;减小陶瓷膜的孔径能有效提高陶瓷膜的水通量和水回收效率,但对热通量的影响较小;在实验工况下,陶瓷膜的水、热通量以及水回收效率的最高值分别为29 kg·m-2·h-1、65 MJ·m-2·h-1和46%;与平直翅片换热器和螺旋板换热器相比,陶瓷膜组件的阻力因子较小,烟气在膜组件的阻力因子仅为0.005 9。     

跨膜压差和膜面流速对磁絮凝延缓陶瓷微滤膜通量衰减的影响

为克服陶瓷微滤膜净化微污染水体时产水量不高、通量衰减迅速的难题,采用磁絮凝预处理工艺延缓陶瓷膜的污染。对比了磁絮凝预处理与传统絮凝预处理对陶瓷微滤膜膜污染的影响,结果显示:磁絮凝预处理后陶瓷膜的稳定产水量高于传统絮凝预处理,验证了磁絮凝预处理工艺延缓膜污染的可行性。同时,研究了跨膜压差和膜面流速对2种组合工艺膜通量的影响,结果表明:随着跨膜压差和膜面流速的增加,膜通量均提高但增幅逐渐放缓,其优化运行参数如下:跨膜压差为0.20 MPa,膜面流速为2.0 m/s。     

γ-Al2O3微孔膜制备及其处理电镀废水的研究

膜分离技术在电镀废水处理领域有着良好的应用前景。以异丙醇铝为主要原料,经酸解、除醇、干燥和烧结过程制备陶瓷膜。采用8 nm粒径溶胶多次真空覆涂-焙烧法,在1℃/m in的焙烧条件下制备了非对称氧化铝微孔膜。测试了陶瓷膜的纯水通量、膜截留性能、膜流动电位,结果表明:经过4次的浸涂成膜,纯水通量为3.55×103L/(MPa.h.m2),达到超滤膜的要求;通过截留率计算膜片平均孔径为28 nm;流动电位为-20 mV。将制得的陶瓷膜用于电镀废水处理,COD去除率为85%,在透过液中Cu、Cr、N i浓度分别为0.0663、0.0051和0.0763 mg/L,回用废水可满足电镀前处理的使用要求。     

陶瓷膜处理啤酒洗瓶废碱液的膜污染和清洗再生

研究了陶瓷膜过滤啤酒洗瓶废碱液膜污染机理,提出了相应的清洗再生方案。对比研究了硝酸、盐酸、次氯酸钠、三聚磷酸钠4种清洗剂单独使用和复合使用的清洗再生效果。试验表明:0.20%硝酸+0.55%次氯酸钠+0.15%三聚磷酸钠复合清洗再生陶瓷膜,膜通量恢复率在85%以上。陶瓷膜连续运行两个月,清洗再生效果稳定,具有工程实用价值。     

用梯度氧化铝膜净化空气

研究了孔径沿径向由大到小自然过渡的梯度氧化铝陶瓷膜管对空气的过滤净化。梯度氧化铝膜管控制层平均孔径为 0 2 μm ,对于空气中粒径大于或等于 0 2 2 μm的颗粒 ,膜管的截留率达到 10 0 % ;细菌的总滤除率为 99 99%。提高操作压力和错流线速度都有利于提高膜的过滤通量。空气净化过程中截留在空气中的微粒沉积于梯度氧化铝膜的管内壁 ,防止膜管的深层堵塞 ,使用过程通量下降缓慢 ,一次性使用寿命为 4年 ,易于清洗 ,清洗后过滤通量和过滤效率仍达 10 0 %     

灰色关联分析法评价陶瓷膜运行性能

应用灰色关联分析法对陶瓷膜运行过程中各个操作参数的分析,分别得到影响膜通量和COD去除率的各个参数相关度大小排序分别为：跨膜压差〉滤液粒径〉滤液浓度〉过滤时间〉错流速度;跨膜压差〉滤液浓度〉过滤时间〉错流速度〉滤波粒径。通过对过滤液粒径2．09μm,流速1．0m／s,时间20min,跨膜压差不同的情况,进行跨膜压差和过滤液浓度的实验．寻找合适的最佳运行操作压力为0.15MPa。灰色分析结果表明。跨膜压差和过滤液浓度是影响膜通量和COD去除效果的关键因素。在设计和实际运行过程中．把以上2个因素作为主控因素,对延长陶瓷膜使用寿命和保证COD良好去除效果均有重要意义．     

膜-生物反应器组合工艺稳定运行特性的研究

对自行研制的无机陶瓷膜 生物反应器的操作条件及稳定运行特性进行了研究 ,结果表明 :操作压力、膜面流速及水温的提高均有利于膜通量的增加。经系统长期稳定运行 50d以上 ,CODCr、NH3 N的平均去除率分别达到96.1 3%和 99.33%以上。     

臭氧氧化对陶瓷膜超滤工艺降低饮用水中浊度的影响

利用臭氧陶瓷膜超滤集成工艺,研究了臭氧对陶瓷膜超滤工艺处理不同浊度原水的影响.实验用陶瓷膜平均孔径为100 nm.结果表明,与不投加臭氧的情况相比,投加3 mg·L-1臭氧可将浊度为14、52、108和510 NTU原水的膜通量提高18.2％～104.9％,投加5 mg·L-1臭氧可将此值提高至21.7％ ～116.3％,而投加1～2 mg·L-1臭氧对膜通量的改善不明显.投加5mg·L-1臭氧可将CODMn的去除率提高至28.7％ ～46.9％,投加1～3 mg·L-1臭氧对CODMn的去除率无显著影响,膜出水有机物浓度有所升高.臭氧氧化后原水中小分子量有机物增多,降低了膜的有机物污染程度,有利于膜通量改善.集成工艺出水中2～3 μm颗粒物数量为10 ～36个·mL-1.臭氧氧化导致陶瓷膜过滤初期出水中颗粒物数量略微升高.本研究对于水中颗粒物通过陶瓷超滤膜孔的探讨,以及改善膜对颗粒物的去除具有重要的指导意义.     

臭氧/陶瓷膜工艺在水处理中的研究进展

臭氧/陶瓷膜组合工艺作为一种高效水处理技术,自2003年首次使用以来取得了快速发展。为进一步推动臭氧/陶瓷膜组合工艺在我国的深入研究与广泛应用,探讨了陶瓷膜对臭氧的催化机理及工艺效果。通过整理国内外近年来臭氧/陶瓷膜组合工艺在膜污染控治、污染物去除以及消毒副产物降解等方面的研究,并结合机理研究对工艺的发展方向进行了展望,指出陶瓷膜材料的制备与改性、膜孔"限域"空间的应用、臭氧曝气等将是臭氧/陶瓷膜技术的重要研究方向。     

陶瓷微滤膜过滤黑液的清洗与再生

对无机陶瓷微滤膜过滤草桨黑液的膜清洗及再生的方法进行了研究。考察了物理和化学方法的再生效果、单种清洗剂的清洗效果、复合方法的清洗效果和效果的可重复性。结果表明物理冲洗、高温灼烧、单一的化学清洗剂清洗均可以提高陶瓷膜的再生通量；但是复合方法对陶瓷微滤膜的再生效果较好，其中按氢氧化钠溶液清洗、硝酸溶液清洗、次氯酸钠溶液清洗的实验步骤，膜的再生渗透通量高．且重复性强，可望在工业生产的在线清洗中应用。     

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.     

臭氧-CNT膜改性联用工艺阈通量及膜污染分析

采用碳纳米管(carbon nanotube,CNT)对聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)中空纤维超滤膜进行改性,结合臭氧预氧化技术,考察了臭氧-CNT膜改性联用工艺的阈通量及膜表面污染情况。结果表明,原膜阈通量为45 L?(m2?h)-1,联用工艺下阈通量为81 L?(m2?h)-1,联用工艺相对原膜阈通量提高了约80%;且联用工艺的污染速率最低,约为0.00137k Pa?min-1?L-1?m2?h。相同臭氧投量与CNT负载量下,对比联用工艺阈通量与临界通量运行情况,得出阈通量下运行过水量高于临界通量运行,表明阈通量下运行能够缓解膜污染,延长膜组件的运行时间。膜污染碳平衡实验结果表明,采用CNT对膜改性后,膜组件的纳污能力与可恢复性得到明显提高,臭氧氧化能够进一步提高CNT改性膜组件的可恢复性,大幅提高其过水性能和使用时间。     

多孔陶瓷膜气体除尘性能研究

文章以空气净化除尘为应用背景,采用孔径为15μm的陶瓷膜对含粉尘空气过滤净化。考察了粉尘粒径、浓度、空气湿度对膜渗透性能的影响,以及反吹条件对滤饼清除效果的影响。结果表明,膜渗透通量随着粉尘粒径的增加而增大,随着粉尘浓度和环境湿度的增加而变小;膜对粉尘的截留率均可达到100%;在反吹脉冲时间为0.4 s,随着反吹压力的增大,滤饼越来越小;0.33 MPa的反吹压力下滤饼可基本清除,揭示了滤饼补丁式清除现象。研究结果为陶瓷膜在气体除尘领域的应用提供了参考。     

陶瓷膜串联紫外工艺净化自来水的实验研究

利用陶瓷膜、紫外串联工艺处理市政管网末端自来水,工艺对原水中TDS、TOC、UV254、细菌总数、重金属离子等污染物的去除率分别可达94%、43%、22%、50%、30%~93%。通过对单独陶瓷膜和组合工艺对污染物去除效果的分别研究,证明组合工艺对自来水的净化具有强化作用。陶瓷膜-紫外反应器兼具无泵出水、即开即用、无浓水排放等优点。针对运行中出现的膜污染问题进行了讨论,提出了该组合工艺的待优化参数。研究旨在集成一套基于陶瓷膜-紫外联用工艺的小型自来水净化装置。     

臭氧-CNT膜改性联用工艺阈通量及膜污染分析

采用碳纳米管(carbon nanotube,CNT)对聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)中空纤维超滤膜进行改性,结合臭氧预氧化技术,考察了臭氧-CNT膜改性联用工艺的阈通量及膜表面污染情况.结果表明,原膜阈通量为45 L·(m~2·h)~(-1),联用工艺下阈通量为81 L·(m~2·h)~(-1),联用工艺相对原膜阈通量提高了约80%;且联用工艺的污染速率最低,约为0. 001 37k Pa·min-1·L-1·m~2·h.相同臭氧投量与CNT负载量下,对比联用工艺阈通量与临界通量运行情况,得出阈通量下运行过水量高于临界通量运行,表明阈通量下运行能够缓解膜污染,延长膜组件的运行时间.膜污染碳平衡实验结果表明,采用CNT对膜改性后,膜组件的纳污能力与可恢复性得到明显提高,臭氧氧化能够进一步提高CNT改性膜组件的可恢复性,大幅提高其过水性能和使用时间.     

平板膜-生物反应器中膜的优选

将膜特性与膜-生物反应器(MBR)运行状况相结合,进行3种膜的优选. 对3种膜进行膜表面形态、孔径、孔隙率及水通量、临界通量的测定,同时将其置于MBR中进行短期高通量连续恒流运行及长期低通量间歇恒流运行,考察2种运行模式下的跨膜压差(TMP)平均增长率(Δp). 结果表明:具有平整表面、最小孔径、高孔隙率、高水通量以及高临界通量的A膜在MBR长期运行中表现出最低的膜污染速率,因此确定A膜为3种膜中的最优膜;在优选具有工程适应性的膜时,应采用长期间歇恒流运行的方法.      

厨余发酵液作为中试A/O-MBR外增碳源的脱氮特性

利用厨余发酵液作为A/O-MBR的外增碳源,考察在不同发酵液投加量和水力停留时间(HRT)条件下的脱氮性能以及膜污染特点.结果表明,发酵液的反硝化速率和COD利用率与乙酸钠接近,比葡萄糖高.通过A/O-MBR的运行发现,厨余发酵液作为碳源能够增强微生物活性,强化反硝化过程,从而提高脱氮效率.TN的去除效率随着发酵液投加量的增加而增大.发酵液投加前后,反应器内的EPS并没有积累,膜污染速率变化较小.化学清洗可以有效地去除膜污染物质,恢复膜通量.同时,延长HRT有助于提高脱氮效率和缓解膜污染.     

臭氧对陶瓷膜超滤-生物活性炭组合工艺效果的影响

利用处理量为3L/d的臭氧陶瓷膜-生物活性炭(BAC)(工艺Ⅰ)和陶瓷膜-BAC(工艺Ⅱ)2种组合工艺处理受污染的原水,研究了工艺对原水中浊度、氨氮和有机物的去除效果,同时考察了臭氧对膜通量和BAC的影响.结果表明,未投加臭氧和2.0mg/L臭氧投加量下,两种组合工艺可去除原水中96%以上的浊度.组合工艺均可去除原水中1.0~2.0mg/L的氨氮.提高溶解氧浓度至30mg/L可强化氨氮的去除能力,两种组合工艺可至少彻底去除5.5mg/L的氨氮.投加2mg/L臭氧后,工艺Ⅰ可去除原水中48.3%的总有机碳(TOC)和51.8%的UV254.工艺Ⅱ对TOC和UV254的平均去除率分别为51.1%和48.2%.臭氧对浊度的去除无影响,但臭氧可改变部分有机物的结构,减轻膜的有机物污染.与未投加臭氧的工艺Ⅱ相比,投加臭氧使工艺Ⅰ中的膜通量提高了25%~30%.但残留臭氧可能影响后续BAC中的微生物,对BAC去除氨氮和有机物的能力产生不利影响.     

碳化硅陶瓷膜管对PM_(2.5)捕集性能的实验研究

PM2.5因其粒径小、吸附能力强、输送距离远、环境危害大,同时捕集困难而成为世界各国共同关注的大气环境问题。以涂氧化铝膜的碳化硅陶瓷膜管(孔隙率28.16%,平均孔径20μm,过滤面积0.28 m2)为过滤元件,搭建了PM2.5捕集的实验装置,对膜管的过滤时间、通量与阻力降的关系以及捕集效率与时间的关系和膜污染控制方面进行了研究。结果表明:随过滤时间增加,通量逐渐减小,阻力降逐渐增大,捕集效率逐渐增大,对PM2.5捕集效率高达99.9%;对膜污染控制参数优化后反吹压强选定为0.8 MPa,反吹间隔时间为10 min,反吹时间为14 s。