膜蒸馏去除水中砷的研究

采用新型膜蒸馏技术对水中As（III）与As（Ⅴ）的去除展开了研究。实验结果表明,膜蒸馏对水中As (III)及As (Ⅴ)具有较高的去除能力：当产水中砷含量超过10 μg/L时,原水中As (III)与As (Ⅴ)的浓度可分别高达40 mg/L和2 000 mg/L。局部润湿现象的存在导致As (III)及As (Ⅴ)跨膜至产水侧,PVDF微孔膜在溶液中的负电性以及As (III)与 As (Ⅴ)在溶液中存在形式的不同导致膜蒸馏对两者去除能力的差异。360 h连续运行过程中产水通量及电导率稳定,且整个过程中As (III)均低于检测限,说明PVDF微孔膜具有良好的疏水性和稳定的除砷性能。     

温度对正渗透工艺性能的影响

正渗透技术是一种以渗透压差为驱动力的新型膜分离工艺。温度是影响正渗透过程的关键因素。为考察温度在工艺运行中的重要作用,研究了温度对正渗透膜特性及工艺性能的影响,探讨通量衰减机制。结果表明,温度影响汲取液动态稀释、浓差极化和膜污染等的效应程度,进而影响正渗透性能。高温能够明显增加水通量和回收率,且汲取液温度影响比原料液显著。因此,合理优化温度条件是降低能耗提高正渗透性能的有效途径。     

混合添加剂对PVDF平板疏水膜结构及性能的影响

以不同添加剂采用浸没沉淀相转换法制备基于无纺布支撑的聚偏氟乙烯(PVDF)平板疏水膜,考察了不同添加剂的加入对膜性能与结构的影响;并利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力学显微镜(AFM)、红外光谱(FTIR)、接触角测量及膜蒸馏实验等对疏水膜的结构及性能进行表征。结果表明,引入混合型添加剂制备的膜具有较高通量和盐截留率,其疏水性最强,而添加剂对聚合物的晶型影响较小。以35 g/L的NaCl盐溶液为进料液对制备的平板膜进行直接接触式膜蒸馏实验,在热侧进水温度为50℃、冷侧温度为20℃的条件下,所制备的疏水膜通量最高可达12.45 kg/(m2.h),截留率为99.99%。     

模糊综合评价法在乐安河水质评价中的应用

根据模糊数学的原理,建立了地表水环境质量模糊综合评价模型,模型不仅计算简便而且充分体现了其系统性、综合性的特点。利用建立的模型对江西省重点整治的河流乐安河进行了水质评价,为污染控制提供了科学依据。     

最优环境工程方案遴选模型的建立与应用

根据层次分析法的原理,建立了遴选最优环境工程方案的层次结构模型。模型兼顾了效益与投资,不仅简化了专家或决策者的判断难度,而且判断结果直观,各方案的优劣对比清晰。给合某啤酒废水治理工程项目,介绍了层次分析模型应用于工程方案遴选中的计算过程。结果表明,应用此模型对环境工程方案进行优选比较科学、简便。     

活性焦吸附对煤化工废水膜处理工艺的影响

煤化工废水经过生化处理后一般难以达到回用标准,须采用有效的深度处理工艺才能实现废水的资源化利用。通过对比研究方式,采用“混凝-超滤-反渗透工艺”及“混凝-活性焦吸附-超滤-反渗透”2种处理工艺,考察了活性焦吸附对后续膜处理工艺的影响。结果表明,活性焦对废水中的芳香族类等主要污染物具有很好的吸附性能,混凝出水经活性焦吸附后进人膜系统可有效减缓膜污染,降低膜通量的衰减程度并提高产水水质,因此,将活性焦吸附用于煤化工废水膜系统的前处理,采用“混凝-活性焦吸附-超滤-反渗透工艺”深度处理煤化工废水是有效可行的。     

微波辅助疏水膜的清洗

针对膜蒸馏过程中膜表面常见的CaSO4垢和腐殖酸混合垢,对微波强化疏水膜清洗的效果进行了研究。结果表明,对于膜表面的CaSO4垢,微波辅助清洗效率高于常规清洗,且在清洗液的温度和流速较低时,微波的强化清洗效果更为明显;对于膜表面的腐殖酸混合垢,微波辅助清洗后的初始通量恢复率为88.4%,比常规清洗高出10.8%,同时可以相对缓解疏水膜的亲水化。     

PTFE中空纤维膜直接接触式膜蒸馏过程抗污染性能

通过研究不同原水对直接接触式膜蒸馏过程的影响,考察了聚四氟乙烯膜对无机盐、胶体和有机物的抗污染性能。研究表明,在35 g/L氯化钠溶液的4倍浓缩过程中,PTFE膜的相对通量降低至0.72;与碳酸钙饱和溶液的浓缩过程相比,由于溶解度的差异,硫酸钙饱和溶液浓缩过程中晶体析出量更多,通量衰减也更为严重;浓缩硅溶胶时,二氧化硅单体聚合并吸附于膜面从而引起膜通量的衰减,随着浓缩的进行,料液pH值不断上升,使得胶体体系愈加稳定,浓缩到2.6倍后相对通量没有随着浓缩倍数的增加出现明显下降,维持在0.73左右;腐殖酸在水中表现出的亲水性和电负性使其难以在具有较强疏水性的聚四氟乙烯膜表面上形成滤饼层,浓缩过程中相对通量始终保持在0.9以上。     

膜蒸馏处理糖精钠生产废水

采用直接接触式膜蒸馏(DCMD)工艺处理糖精钠生产废水。分析了经过活性炭吸附预处理前后,膜蒸馏连续循环运行的效果。实验结果表明,未经预处理的废水在膜蒸馏过程中,废水中所含有机物不仅导致膜材料的润湿,引起产水电导率升高及膜孔润湿,促进盐晶体在膜表面附着,使产水通量下降。经吸附预处理后,膜蒸馏过程中产水通量介于10.40～11.24 kg/(m2.h)。吸附预处理能有效减缓产水通量的衰减,提高产水水质。废水经过活性炭预处理后进行膜蒸馏浓缩处理,当浓缩倍数达到5倍时,通量保持在10.55 kg/(m2.h)左右;产水水质稳定,截留率在99.5%以上。研究结果表明,吸附-膜蒸馏工艺可以应用于糖精钠生产废水的回用处理,有明显的应用前景。     

膜接触反应器臭氧传质及其对模拟印染废水的降解

对膜接触反应器传质过程及其在模拟印染废水降解中的应用进行了研究。实验表明,产水臭氧浓度随着液相雷诺数、气相臭氧浓度和膜长的增加而升高,随着温度升高而下降。在膜接触反应器中,臭氧体积传质系数kLa可达0.317 s-1,比鼓泡反应器大15~62倍。对模拟印染废水的降解速率常数ka可达0.336 s-1, 比鼓泡反应器大65%,而比臭氧消耗量为鼓泡反应器的45%。实验表明,膜接触反应器具有体积较小,臭氧利用效率较高等优势。