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。     

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。     

DOM对纳滤膜去除磺胺甲恶唑效果影响研究

试验研究几种不同可溶性有机物(DOM)对纳滤膜(NF)去除抗生素磺胺甲恶唑(SMZ)的影响效果.试验所用DOM选定腐殖酸(HA)、单宁酸(TA)和海藻酸钠(SA).结果显示3种DOM对SMZ去除率和通量影响迥异,并与DOM的亲疏水性有密切的关系.为更好了解DOM对NF去除SMZ的影响机理,试验对臭氧化HA也进行了研究.臭氧化HA相对于臭氧前HA亲水性显著提高,对SMZ去除率的影响相应提高.结果表明在有多种DOM共同存在的天然原水中,SMZ的去除机理十分复杂,DOM的本身物理化学性质对于目标物的去除效果十分重要.     

Removal of toxic ions (chromate, arsenate, and perchlorate) using reverse osmosis, nanofiltration, and ultrafiltration membranes

Rejection characteristics of chromate, arsenate, and perchlorate were examined for one reverse osmosis (RO, LFC-1), two nanofiltration (NF, ESNA, and MX07), and one ultrafiltration (UF and GM) membranes that are commercially available. A bench-scale cross-flow flat-sheet filtration system was employed to determine the toxic ion rejection and the membrane flux. Both model and natural waters were used to prepare chromate, arsenate, and perchlorate solutions (approximately 100 μg L⁻¹ for each anion) in mixtures in the presence of other salts (KCl, K₂SO₄, and CaCl₂); and at varying pH conditions (4, 6, 8, and 10) and solution conductivities (30, 60, and 115 mS m⁻¹). The rejection of target ions by the membranes increases with increasing solution pH due to the increasingly negative membrane charge with synthetic model waters. Cr(VI), As(V), and rejection follows the order LFC-1 (>90%) > MX07 (25–95%)  ESNA (30–90%) > GM (3–47%) at all pH conditions. In contrast, the rejection of target ions by the membranes decreases with increasing solution conductivity due to the decreasingly negative membrane charge. Cr(VI), As(V), and rejection follows the order CaCl₂ < KCl  K₂SO₄ at constant pH and conductivity conditions for the NF and UF membranes tested. For natural waters the LFC-1 RO membrane with a small pore size (0.34 nm) had a significantly greater rejection for those target anions (>90%) excluding (71–74%) than the ESNA NF membrane (11–56%) with a relatively large pore size (0.44 nm), indicating that size exclusion is at least partially responsible for the rejection. The ratio of solute radius (r_i,s) to effective membrane pore radius (r_p) was employed to compare ion rejection. For all of the ions, the rejection is higher than 70% when the r_i,s/r_p ratio is greater than 0.4 for the LFC-1 membrane, while for di-valent ions (, , and ) the rejection (38–56%) is fairly proportional to the r_i,s/r_p ratio (0.32–0.62) for the ESNA membrane.     

微网生物动态膜过滤性能的研究

采用普通微网材料加工的过滤组件与生物反应器一起构成动态膜-生物反应器,研究了微网上所形成的生物动态膜的过滤性能.生物动态膜所具有的较强截留能力主要是由附着的凝胶层产生.动态膜对相对分子质量＜3×10³至＞1×10⁵的各个级别的溶解性有机物都有30%～60%的截留率,但过滤的精度并不很高,不能完全截留相对分子质量大于1×10⁵的溶解性有机物.已经覆盖有凝胶层的膜片与未使用过的新膜片的清水过滤阻力几乎相等,约为1.9×109m^-1.由滤饼产生的过滤阻力占运行中动态膜片总过滤阻力的绝大部分.新膜片在清水通过时有明显的初始阻力,而有凝胶层覆盖时的膜片几乎没有初始过滤阻力.     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下,超滤（UF）已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法,将聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙二醇（PEG）和二氧化钛（TiO2）共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线能谱仪（EDS）等相应的表征。比较了有无光照条件下,PVDF-PEG和PVDF—PEG—TiO2膜对腐殖酸（HA）的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明,TiO2光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强,PVDF-PEG—TiO2膜的抗污染性能越好。另外,光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下,超滤(UF)已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法,将聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙二醇(PEG)和二氧化钛(TiO₂)共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线能谱仪(EDS)等相应的表征。比较了有无光照条件下,PVDF-PEG和PVDF-PEG-TiO₂膜对腐殖酸(HA)的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明,TiO₂光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强,PVDF-PEG-TiO₂膜的抗污染性能越好。另外,光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

无机结垢对纳滤膜分离水中全氟化合物的影响

选取全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟丁烷磺酸(PFBS)两种链长不同的典型全氟化合物(PFASs)作为目标去除物,以硫酸钙为典型无机结垢,研究硫酸钙结垢不同阶段中纳滤膜去除PFASs的特征和相关机理,简称硫酸钙试验,同时以相同离子强度的非结垢无机盐溶液开展对比试验考察目标PFASs的截留规律.结果表明,当硫酸钙和目标PFASs共存时,PFOS稳定截留率为硫酸钙试验(97.1%)>对比试验(93.0%),而PFBS稳定截留率为对比试验(46.2%)>硫酸钙试验(38.2%).对于同一PFAS,同一过滤时刻,膜面带电量:硫酸钙试验<对比试验;联合截留率、膜通量和Zeta电位综合分析可知,硫酸钙结垢过程中,PFOS的截留主要由Ca²⁺与PFOS的络合及架桥作用控制,该作用影响PFOS分离过程中的空间位阻作用强度;PFBS过滤初期的截留中静电排斥起主要作用,结垢层生成后,滤饼层强化的浓差极化作用成为PFBS截留效果下降的主要原因.     

纳滤膜截留特性与膜基本特征之间关系的研究

选择DF10、DF30、DF90 3种纳滤膜对无机盐(NaCl和CaCl_2)、微量有机物(药物及个人护理品)、富里酸溶液进行纳滤实验,考察具有不同物理化学特性的膜对不同种类溶质的截留能力差异.结果表明,膜孔大小和带电量共同决定了纳滤膜对无机物的截留率,而微量有机物和天然有机物的截留率主要由膜孔径决定.膜活性层厚度很大程度上影响了膜的透水系数;膜的透水系数与NaCl截留率呈现负相关;膜的截留分子量越小,其对有机物的截留率越高;脱盐(NaCl)能力不一定正相关于有机物截留率,也不正相关于CaCl_2截留率.研究发现,DF30具有低无机物截留、高有机物截留的特性,这与其截留分子量适中、膜表面电荷密度低、活性层厚度小等物化性质密切相关.