不同操作条件对纳滤膜去除水中五价砷的研究

采用纳滤膜（NF90）过滤自配含砷水,研究在不同操作条件下纳滤膜对水中砷去除效果的影响。本实验探讨膜进水浓度、水的pH值、膜进水温度、操作压力、水中天然有机物浓度等对膜除砷效率的影响。结果表明：纳滤膜对水中五价砷（As（Ⅴ））的去除率很高,最高去除率能达到99%,在实验的前2.5个小时内,砷的去除率均在90%以上。但是,纳滤膜除砷效率随着时间变化,去除率会降低。不同的操作条件对纳滤膜除砷的影响很大,研究不同条件的影响对应用很有意义。     

滤筒法测定水中悬浮物的实践

采用重量法用滤筒替代滤膜进行测定水中悬浮物的比对实验,实验结果表明:滤筒测定水中悬浮物比滤膜测定水中悬浮物更具有易恒重、测定误差小、准确度高、快速、简便、成本低等优点,适合水质监测应用。     

基于可解释性机器学习的纳滤膜去除有机微污染物研究

纳滤膜对微污染物去除效率受膜特性、微污染物性质和实验条件等因素影响,优化这些影响因素对纳滤工艺的成功应用至关重要,然而实验优化过程不能同时兼顾多因素对去除效能的交互影响.为此,基于线性、非线性和集成学习算法,开发了4种纳滤膜对有机微污染物去除效率的预测模型,并验证了模型的预测性能和可行性.在拟合程度、稳健性和外部预测能力等方面对开发的模型进行了对比分析研究,结果表明,用集成学习算法开发的XGBoost模型能够准确识别影响膜分离过程中的关键因素,在预测纳滤膜对微污染物的去除效率方面表现出强大的潜力(R_adj²=0.977,Q_ext²=0.877,Q_LOO²=0.875).此外,利用SHAP解释方法定量解析了各驱动因素对纳滤膜去除微污染物效率的贡献,证明纳滤膜的截留分子量、膜表面接触角和污染物的尺寸是微污染物去除过程中重要的影响因素.首次将模型解释方法应用于特征变量的选择过程,使集成算法(XGBoost)模型的性能得到进一步优化.所开发的机器学习模型,有利于优...     

SGO改性复合纳滤膜的制备及分盐性能

近年来,水资源短缺,水源污染严重,国家对水处理末端的资源化利用提出了更高的要求,分盐过程也受到越来越多的关注.纳滤膜表面通常带有电荷,可以选择性地透过不同价态的离子.基于纳滤膜表面电荷特性不同,为很好地实现盐的分离,将制备的带有磺酸基团的氧化石墨烯引入到纳滤膜材料中,采用界面聚合法,制备了SGO改性复合纳滤膜. Zeta电位分析表明所制备的复合纳滤膜表面的电荷比不添加SGO的纳滤膜更负;红外光谱分析中酯基基团特征峰的出现表明磺酸基团参与了聚合反应; SEM结构表面,膜表面出现了明显的图灵结构,在0. 2 MPa压力下,纯水通量可达45. 85 L·(m~2·h)-1,对Na2SO4截留率为98. 23%,对Na Cl截留率为24. 93%,10 h运行可以很好地实现对SO_4~(2-)、Cl~-的有效分离,可实现盐的资源化回收.     

附加电场对中空纤维膜污染的减缓作用

通过对新型附加电场的中空纤维膜组件的实验室研究,探讨了电场对缓解微滤膜污染的作用.在恒定流量下过滤含有20mg/L腐殖酸的原水,无电压时,跨膜压力从0.0200MPa上升到0.0300MPa耗时2h,而施加60V电压时该时间段延长至10h.研究表明,原水中的腐殖酸在电场中发生电泳迁移,减少了向膜表面的移动,其对膜的污染被减缓;同时腐殖酸在电场中发生凝聚现象,沉积在膜表面形成疏松的滤饼层,是跨膜压力增加缓慢的另一原因.     

纳滤膜处理含锰废水

采用纳滤膜处理电解锰生产过程中产生的含锰废水,考察了操作压力、阻垢剂和反冲洗等因素对膜通量和各金属离子截留率的影响。实验结果表明:操作压力越大,膜通量越大,且膜通量随运行时间延长下降得越快;在操作压力为2.0 MPa的条件下,纳滤膜对Mg2+的截留率为90.69%,对Mn2+的截留率为89.72%,对Ca2+的截留率最高,达100%;加入阻垢剂后,纳滤膜的膜通量比未加入阻垢剂时的膜通量略大;反冲洗4次后,膜通量均可完全恢复。     

活性炭-纳滤膜工艺去除饮用水中总有机碳和Ames致突变物

分别以地表水和地下水为水源的水厂出水为研究对象 ,探讨活性炭 纳滤膜工艺对饮用水中总有机碳和Ames致突变物的去除效果及机理 .结果表明 ,活性炭的吸附作用受其本身性质和有机物特性影响较大 ,去除能力有限 ,但它可作为纳滤的预处理 ,确保膜进水符合要求 ;纳滤则可将水中总有机碳和Ames致突变物大部分去除 ,使TA₉₈及TA₁₀₀菌株在各试验剂量下的MR值均小于 2 ,Ames试验结果均完全呈阴性 ,确保了饮用水的安全性 .两者的组合是获得优质饮用水的有效处理工艺 .     

高浓度废液纳滤膜分离工艺设计

当进行高浓度废液纳滤膜分离工艺设计时,必须首先进行纳滤膜分离工艺试验,通过工艺试验确定：纳滤膜型号,完成膜的筛选工作;确定纳滤膜分离规律、分离模型、膜污染规律。利用获得的数学关系式确定主要操作运行压力、浓缩液流量、膜面积、组件数目、膜组件排列方式、冷却循环系统设计、纳滤膜污染的预测与清洗系统设计。纳滤膜清洗系统与自控系统应该根据试验结果并考虑纳滤膜生产商提供的数据进行设计。     

聚醚砜超滤膜接枝聚乙烯醇-氨基酸共聚物的亲水改性研究

基于聚合多巴胺的附着性及易与氨基(—NH2)等基团形成共价键的特性,本实验将聚合多巴胺作为对聚醚砜(PES)超滤膜进行表面改性的接枝中间物,将聚乙烯醇(PVA)-氨基酸共聚物接枝至PES膜表面,从而提高PES超滤膜的亲水性能.实验通过PVA与氨基酸的酯化反应形成PVA-氨基酸共聚物,将带有—NH2的共聚物与PES超滤膜表面的聚合多巴胺涂覆层形成共价键,从而将亲水的PVA-氨基酸共聚物接枝到疏水的超滤膜表面.实验利用通量的变化、红外光谱(FTIR)分析、表面接触角、场发射扫描电镜(FESEM)等手段来表征膜特征参数的变化,同时也考察了改性膜对油水乳化液的分离效率和抗污染能力.试验结果表明,经过PVA-氨基酸共聚物接枝改性的膜表面的亲水性有一定的提高,原膜接触角为91°,涂覆和接枝改性后的膜表面接触角分别为71°和53°,油水乳化液的分离实验显示,改性后的膜通量和清洗恢复率均有明显提高.     

石英砂表面活性滤膜去除地下水中氨氮的试验研究

为研究石英砂滤料表面活性滤膜催化氧化地下水中氨氮的性能,采用已运行4年的中试石英砂滤柱,改变进水氨氮负荷并且长期持续过滤仅含氨氮的进水,考察该滤膜催化氧化氨氮的性能.结果表明:在进水氨氮浓度为0.8~1.3mg/L,水温为20~23℃,滤速为7m/h的试验条件下,滤料表面活性滤膜催化氧化氨氮的性能可长期保持稳定、高效;在溶解氧(DO)充足的条件下,氨氮的最大去除负荷为22.3g/(m³·h),且其与氨氮进水负荷正相关;氨氮的极限去除浓度受溶解氧的限制,且当DO不足时,滤速对溶解氧的消耗影响较大.