絮凝/陶瓷超滤组合工艺用于微污染地表水处理的中试研究

研究了以陶瓷超滤膜为核心的絮凝/超滤组合工艺用于处理微污染地表水的效果.实验结果表明,絮凝剂的投加量和原水温度都是影响体系处理能力的关键因素,其中温度与产水通量呈线性变化趋势,温度每降低1℃产水通量约降低2.98 L/(m^(2)·h);跨膜压力也是影响通量的关键因素,较高的跨膜压力提升膜通量,同时也会造成周期内膜污染的快速形成.中试结果表明,絮凝/超滤组合工艺出水浊度为0.1 NTU,浊度去除率为98.8%,高锰酸盐指数去除率为14.02%,微生物指标符合生活饮用水卫生标准,该工艺在60 d连续运行中系统保持良好的工作性能,恒压0.1 MPa下平均膜产水通量达到155 L/(m^(2)·h),实现了絮凝/超滤组合工艺在地表水处理中的应用探索.

小孔径陶瓷膜在造纸黑液中回收木质素的研究

本文主要研究了陶瓷膜回收造纸黑液中的木质素。分析了多种造纸黑液的组成成分,并确定木浆黑液作为最优的原料来源,主要表现在木质素含量高,且杂质含量少。分别优化了陶瓷膜孔径和操作参数(温度、操作压力和膜面流速)对陶瓷膜回收木质素的影响,其最优结果为:陶瓷膜孔径为4 nm,温度为70℃,操作压力为7 bar,膜面流速为4 m/s,陶瓷膜过滤平均通量可达135 kg/(m^(2)·h),木质素的收率为88%,纯度为90%,固形物为20%。对比了陶瓷膜和有机膜两种工艺对黑液的回收效果,以处理量5 m3/h为研究对象,从膜产品的性能、木质素成品的品质、总投资和运行成本综合考虑,陶瓷膜更适合木浆黑液中木素的回收。

陶瓷膜在淀粉糖澄清工艺中的应用研究

该实验研究了陶瓷膜技术在淀粉糖澄清工艺中的应用。结果表明,陶瓷膜可直接对混合糖化液进行过滤,50 nm孔径陶瓷膜的澄清效果最佳,能够节约糖化时间超过12 h。设定操作压力为0.35 MPa,温度为70~80 ℃,设备的回流量为3.2 m^3/h,50 nm陶瓷膜对糖化液浓缩33倍,平均通量为248.6 L/(m^2·h),且通量保持稳定。陶瓷膜过滤后清液的蛋白去除率达75.9%,透射比提高至98.4%,均优于真空转鼓。陶瓷膜浓缩后的糖化液残渣经压滤和烘干,加工成蛋白饲料,每年为企业增收590万元,实现了淀粉糖的绿色节能生产。

酱油脱盐新工艺的研究

该研究以氨基酸态氮损失率及脱盐率作为主要指标,对比电渗析和纳滤两种工艺对酱油的脱盐效果。经过单因素试验,确定两种工艺的最佳参数:纳滤脱盐工艺,操作压力为2.6MPa,加入35%纯水,平均通量为14.2L/(m^2·h),AN损失率为11.5%;加入55%纯水,平均通量为26.4L/(m^2·h),AN损失率为17.1%;电渗析采取稳压模式,18V电压,电渗析脱盐至12%、9%时,AN损失率分别为4%、5.1%。纳滤脱盐投资低,但有效成分损失较多,电渗析脱盐可以提高酱油品质,但前期投资和运行成本较高,两种工艺为酱油脱盐提供了不同的选择方案。

膜集成技术在1,3-丙二醇精制中的应用

以1, 3-丙二醇(PDO)发酵液为对象,研究了优选孔径陶瓷膜与有机纳滤膜集成技术在PDO精制中的应用.结果表明,4 nm陶瓷膜较优,可浓缩发酵液25倍,再加浓液的2倍水洗滤,收率可达99%以上,平均通量约为138 L/(m^2·h).与原澄清工艺相比,新工艺不仅能有效降低清液蛋白含量,延长有机膜的使用寿命,而且成本比传统工艺低40%,实现了膜集成技术提高产品品质和降本增效的双重目标.此外,通过反渗透膜对树脂工艺澄清后的PDO清液进行二级浓缩,可将PDO溶液浓缩至质量分数15%~20%,降低一半的蒸汽消耗.

新型孔径陶瓷膜澄清棒酸发酵液的研究

本文以棒酸发酵液为料液,考察不同新型孔径陶瓷膜澄清棒酸发酵液的效果。通过检测不同新型孔径的陶瓷膜对棒酸的截留率、过滤通量、收率,确定较优孔径的陶瓷膜;再对该孔径陶瓷膜进行操作参数优化;并与目前应用较多的膜集成工艺法澄清效果进行比较。结果表明,8nm陶瓷膜较优,在温度10~14℃、浓缩1.65倍、加水洗滤3.0BV效果较佳,膜过滤通量可达62L/(m^2·h),比优化前提高了10.7%;收率为97.5%,比优化前提高了约2.5%。与膜集成工艺相比,一步8nm陶瓷膜法澄清效果与之相近,但运行成本降低了2倍,投资成本降低了1.6倍,收率还提高了约2.5%;采用常规的清洗方法,陶瓷膜的水通量即可恢复,再生性较好。

小孔径陶瓷膜澄清甜叶菊提取液的工艺研究

该文研究了小孔径陶瓷膜澄清甜叶菊提取液的效果。通过比较4、5、8、10 nm孔径的陶瓷膜过滤甜叶菊的甜菊糖提取液时的过滤通量、脱色率和收率的区别,确定较优的陶瓷膜孔径;再优化陶瓷膜操作参数。结果表明,5 nm陶瓷膜较优,在40℃时,操作压力5 bar,膜面流速4 m/s,浓缩10倍,加30%原液体积水洗滤效果最佳,陶瓷膜平均过滤通量可达102.6 kg/(m^(2)·h),甜菊糖收率可达99.2%,陶瓷膜过滤结束后先利用质量分数1%~2%的NaOH清洗1 h,再用0.5%~1%硝酸清洗1 h,陶瓷膜水通量恢复率可以达到99%以上,再生效果比较好,可以重复使用。相比絮凝工艺,陶瓷膜脱色率提高了2.6%,甜菊糖收率提高了6.8%,因此膜法工艺可取代传统絮凝工艺实现对甜叶菊提取液的澄清。