垃圾渗滤液膜滤浓缩液的减量技术研究

垃圾渗滤液膜滤浓缩液的高效处理已成为市政与环境污染治理领域的迫切需求.本研究以北京市某垃圾填埋场的渗滤液膜滤浓缩液为研究对象,采用“预处理-气隙膜蒸馏”组合工艺对其进行减量化处理.我们研究了不同组合工艺对浓缩液处理效果的影响,发现从实用性角度考虑,混凝沉淀预处理对于浓缩液的减量化过程具有最佳的运维保障效果,可将膜滤浓缩液的体积减少80%以上.合适的预处理可以显著降低膜污染的程度,提高膜蒸馏膜通量的稳定性和浓缩倍数.

PVDF疏水膜的制备及其在苦咸水脱盐中的应用

采用相转化法以无机盐氯化锂(LiCl)和水溶性聚合物聚乙二醇(PEG)为添加剂,制备了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜,所制得的膜具有较高的盐截留率,膜通量可达40.5kg/(m2.h)。以自制的PVDF疏水膜进行了直接接触式膜蒸馏(DCMD)苦咸水脱盐应用试验研究。实际苦咸水淡化过程中,随着浓缩倍率的提高在进料侧会产生CaCO3沉淀造成膜组件堵塞、疏水膜受到污染,致使膜渗透通量下降、产水电导率升高。酸化预处理可以消除沉淀物对膜蒸馏过程的影响,酸化后整个膜蒸馏过程中膜渗透通量保持稳定,产水水质良好,其电导率不超过10μS/cm。

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。

自组装法制备PVDF-SiO_2/PVSQ超疏水复合膜及膜蒸馏抗污染性能

采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMOS)对SiO_2疏水改性,通过自组装法,将改性SiO_2接枝在商业PVDF (聚偏氟乙烯)膜表面,使其表面达到超疏水。利用场发射电子显微镜、红外光谱仪、接触角测量仪及毛细流孔径分析仪等仪器对改性前后膜的表面形貌、化学组成、接触角及孔径变化等性能参数进行表征。结果表明,VTMOS不仅对SiO_2疏水改性,还通过自身的水解缩聚反应,生成了规整圆球状的聚乙烯基倍半硅氧烷(PVSQ)微粒,纳米级SiO_2分布于微米级PVSQ表面,在改性膜表面构造了多层次微/纳米粗糙表面,在低表面能疏水基团乙烯基和甲氧基的共同作用下,成功实现了超疏水改性,改性膜水接触角达到159.5°,滚动角降至8.1°。以NaCl、HA和CaCl2混合溶液为进料液,对商业PVDF膜和改性膜进行了长期直接接触式膜蒸馏(DCMD)实验,探究其抗污染性能。结果表明,改性膜适用于长期DCMD实验,并表现出比商业PVDF膜更稳定的通量,截盐率始终大于99.99%,具有良好的稳定性和抗污染性能。

正渗透汲取剂及其分离回收工艺研究进展

叙述了正渗透工艺研究中汲取剂的种类、特性及其分离回收工艺,并总结了高效汲取剂的选择标准,旨在为正渗透技术的深入研究和应用领域开拓提供参考。具有高渗透压汲取剂的选择及回收方法是正渗透技术研究与应用的关键核心问题之一。认为目前国内正渗透技术的研究仍处于探索性的消化吸收阶段,在汲取剂选择及分离回收工艺优化等方面需要深入研究。

水质模糊综合评价模型的建立与应用

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,利用该模型对江西省的乐安河进行了水质评价,介绍了模型应用于水质评价中的计算过程,证明该河流的主要污染物为有机物,为污染控制提供了科学依据。

醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能研究

以醋酸纤维素(CA)为膜材料,涤纶网(PET)为增强材料,用相转化法制备一种正渗透膜.结果表明,所制得的膜为PET嵌入的非对称膜,厚度约为127μm,断裂强度为37.86N.该膜具有较好的亲水性,接触角为51.4°,孔隙率为74.2%;在pH为2~11的范围内可长时间保持性能稳定;抗污染性能优异,经简单物理清洗后可基本恢复原始通量;以0.2mol/L NaCl溶液为原料液,1.5mol/L的葡萄糖溶液为汲取液,对膜性能测试结果表明:在正渗透(FO)模式下,水通量和截盐率分别为3.78L/(m2·h)和95.65%;在PRO模式下,水通量和截盐率分别为5.34L/(m2·h)和96.25%.FO模式与PRO模式的水通量比为0.71,表明膜具有较低的内浓差极化效应(ICP).

阻垢剂对海水淡化膜蒸馏试验的影响

采用直接接触式膜蒸馏技术进行海水淡化试验研究。在海水温度为55℃,循环水温度为20℃的条件下,考察了不同阻垢剂用量对膜蒸馏海水淡化的影响、工艺连续运行过程中膜通量和产水电导率随时间的变化情况,确定了膜蒸馏过程稳定运行的最优浓缩倍率。结果表明,阻垢剂的加入可明显提高淡水的产水率,产水率可达到85%以上,减少了高盐度海水浓缩液的排放,膜通量稳定,产水水质好,其电导率不超过10μS/cm,膜蒸馏海水淡化具有一定的技术可行性和可操作性。

聚合物含量对膜蒸馏用聚偏氟乙烯电纺纳米纤维膜的影响

为考察聚合物含量对聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺丝纳米纤维膜的结构和性能的影响,在二甲基甲酰胺与丙酮质量比为9:1的条件下,制备了无纺布支撑的PVDF静电纺丝纳米纤维膜,进行了聚合物PVDF含量对纺丝液基本性质与膜的形貌结构及分离性能的影响分析。结果表明,提高纺丝液中PVDF含量,纺丝液的表面张力与电导率降低,纳米纤维间珠粒数量减少,纤维直径增大。直接接触式膜蒸馏脱盐应用实验表明,PVDF的质量分数为12%条件下制备的疏水膜,在盐溶液与冷侧循环水温度分别为80℃与20℃时,其通量可达62.38 kg/(m^2·h),产水电导率为8μS/cm,盐截留率达到99.99%以上。

PVDF-HFP/SiNPs疏水复合膜电纺制备及其性能研究

以筛孔75μm涤纶网为基衬,N,N-二甲基甲酰胺、丙酮为混合溶剂(质量比8:2),采用静电纺丝法制备了PVDF-HFP/Si NPs疏水复合膜,考察了疏水气相纳米Si O2颗粒(Si NPs)对纳米纤维膜结构及性能的影响。结果表明,随着纺丝液中Si NPs含量的增加,其红外特征吸收峰将愈发明显;膜厚度上升,而孔隙率却随之降低;尽管加入Si NPs后,膜的平均孔径变大,但膜表面疏水性的提高则保障了复合膜在膜蒸馏过程中仍可保持优异的截留性能。以质量浓度35 g/L的Na Cl溶液为进料液进行直接接触式膜蒸馏脱盐实验,当进料温度和渗透温度分别为53℃和20℃时,各复合膜盐截留率均能达到99.99%以上,膜通量可达12.0 kg/(m2·h)。

水解酸化—SBR—接触氧化法处理制药废水

采用水解酸化-SBR-接触氧化工艺处理制药厂生产过程中产生的丁提废水和虫草废水,处理水量2000 m^3/d,进水CODCr约4000 mg/L.监测结果表明,处理后BOD5、CODCr和SS的去除率分别为98.5%、93%和80%,出水BOD5、CODCr和SS分别为28.3～30 mg/L、145.6～285.7mg/L和23.6～27.2 mg/L,出水各项指标符合〈污水综合排放标准〉（GB 8978-1996）二级标准.实际运行显示,该工艺处理效果稳定,耐冲击负荷性强.

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10μg/L时,原水中As(III)与As(Ⅴ)的浓度可分别高达40 mg/L和2000 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。

超声场强化直接接触式膜蒸馏研究

为了解决膜蒸馏分离过程中聚四氟乙烯(PTFE)膜通量低的问题,构建了超声场强化膜蒸馏反应器,并对膜分离工艺进行了研究。结果表明,当原水流经中空纤维膜壳程时,诸如空化、声冲流等超声效应能有效增大传质驱动力、减缓含量极化现象并提高膜蒸馏通量,其传质过程得到强化,实验范围内的PTFE膜通量可提高30%以上;原水流经中空纤维膜管程时,由于冷侧声能量高过热侧,故造成传质推动力下降,进而导致膜通量有一定程度的下降,相对通量降低了3.2%。低频高功率超声场、低温与低流速浓盐水比较有利于提高超声场强化传质效果。

层次分析法在环境工程方案优选中的应用

最优环保工程项目的遴选问题涉及的因素有技术．经济、管理，社会影响等多个方面。是一个多目标决策问题。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。模型兼顾效益与投资．为了综合考察各种因素，确定各方案的优劣顺序，并进行效益、代价分析：构造AHP判断矩阵并计算权重。以某啤酒废水治理工程项目为例，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。

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。

利用生物-生态修复技术治理城市污染河道

开发生物-生态水体修复技术,是当前水环境技术的研究热点之一。这种技术具有投资省、能耗低、效果好、长期稳定等优势,因此在污水治理工程中得到了广泛应用。本文主要介绍了生物-生态水体修复技术的原理和主要方法,给出了利用此技术修复温州滨海园区蓄水河(10 000 m3/d)的工艺设计方案。实际运行结果表明,各项出水水质指标均可达到应有的设计水质标准。

PVDF/PEI-EDA亲疏水复合膜的制备及其抗污染性能

为解决疏水性污染物对膜的污染问题,利用静电纺丝的方法制备了具有抗污染性能的聚偏氟乙烯/聚醚酰亚胺-乙二胺(PVDF/PEI-EDA)亲疏水复合膜,对其进行了表征;以含疏水性污染物(油污)的Na Cl水溶液作为进料溶液进行了直接接触式膜蒸馏脱盐和抗污染实验,并与商业的PVDF疏水膜进行了对比。结果表明,复合膜厚度为340μm,平均孔径0.677μm,孔隙率72.4%;膜表面呈纳米纤维状,具有明显的酰胺基团,膜表面在空气中水接触角为5.6°,在水相中的油接触角为143°。复合膜蒸馏运行稳定,脱盐、抗污染膜蒸馏平均通量分别为5.5、4 kg/(m^2·h),可以有效的防止疏水性污染物(油污)的污染。而商业的PVDF疏水膜膜蒸馏过程不能维持稳定运行。

电纺及疏水改性制备CA/SiNPs-FAS超疏水复合膜及膜蒸馏脱盐研究

以1-甲基-2-吡咯烷酮/丙酮为混合溶剂,无纺布为支撑层,采用静电纺丝技术与溶胶-凝胶方法,制备了醋酸纤维素/二氧化硅复合纳米纤维膜,并将其浸渍于全氟烷基硅烷/正己烷分散液中进行疏水化改性。利用场发射扫描电子显微镜、红外光谱仪、孔径分析仪、接触角测量仪器等表征了改性前后复合膜表面形貌、官能团变化、孔径分布及润湿性等膜性能参数并将其应用于连续性直接接触式膜蒸馏盐浓缩过程。结果表明,静电纺丝复合膜呈三维空间网状结构,且利用正硅酸乙酯生成的纳米二氧化硅颗粒内陷于醋酸纤维素纤维内部形成微米-纳米梯级分布。经全氟烷基硅烷修饰后,红外特征峰明显,复合膜水接触角最高可达156°,且对质量分数为5%的十二烷基硫酸钠液滴也同时展示出优良的抗润湿性能(接触角125°)。以60℃、35 g·L^(-1)的NaCl溶液为进料液进行持续性直接接触式膜蒸馏脱盐实验,当渗透温度为20℃时,各复合膜盐截留率均能达到99.99%以上,其中,CA/SiNPsFAS膜通量可稳定在11.2 kg·(m^2·h)^(-1)。

无纺布支撑PVDF纳米纤维疏水膜的制备及其性能研究

以N,N-二甲基甲酰胺和丙酮为混合溶剂,采用静电纺丝法制备了基于不同无纺布支撑的聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维疏水膜,考察了不同无纺布支撑材料对膜结构与膜性能的影响;利用扫描电子显微镜、接触角测量及膜蒸馏脱盐实验等对纳米纤维膜的结构及性能进行了表征。结果表明,以不同无纺布为支撑材料的电纺纳米纤维膜具有良好的疏水性,接触角最高可高达149.5°;复合膜整体孔隙率最高为79.8%,纳米纤维分离功能层的孔隙率最高可达92.6%;纳米纤维膜平均孔径随着静电纺丝时间的延长而降低,膜平均孔径在1.25~2.02μm,尽管膜孔径分布情况各不相同,但复合膜的盐截留率均能达到99.99%以上。以质量浓度35 g/L的NaCl溶液为进料液进行直接接触式膜蒸馏脱盐实验,在疏水膜两侧温差为60℃条件下膜通量最高可达48.84 kg/(m^2·h)。

十二烷基硫酸钠对膜蒸馏过程影响

膜蒸馏具有较低的操作压力、操作温度以及运行成本等优点,因此在水处理方面有广泛的应用前景。但是膜蒸馏过程中的膜润湿和膜污染现象仍然是阻碍其工业化应用的主要问题。表面活性剂作为一种能显著降低溶液表面张力、改变进料液性质的物质,对膜蒸馏造成的影响值得被研究。基于此,研究了在直接接触式膜蒸馏(DCMD)过程中表面活性剂对不同商业微孔疏水膜造成的影响,选用了一种常见的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)进行实验。结果表明,进料液中SDS浓度的上升会引起更为严重的膜润湿现象,并且所使用的三种商业膜中,双疏膜抗润湿性最强,而PVDF膜最弱。而当Ca^(2+)大量存在于进料液中时,Ca^(2+)与SDS的聚集降低了膜润湿的程度但其在膜表面的沉积造成了严重的膜污染。界面相互作用自由能的计算结果表明Ca^(2+)/SDS与PVDF膜之间的吸引力最大、PTFE膜其次、双疏膜最小,这一结果与膜蒸馏过程中通量变化情况相符。