增强型中空纤维膜及MBR数值模拟的研究

中空纤维膜作为膜生物反应器(MBR),由于其高效性及灵活性被广泛应用于污水处理领域。文中介绍了纤维管增强型中空纤维膜,包括针织管增强膜、编织管增强膜及无纺管增强膜,综述了计算流体力学在MBR优化设计及膜污染清洗等方面的研究,并对增强型中空纤维膜及MBR数值模拟的应用前景进行展望。在未来的研究中,将计算流体力学与理论试验相结合可以提升研究效率,更好地解决水处理问题。

水处理用增强型中空纤维膜剥离强度检测方法研究

增强型中空纤维膜广泛应用于水处理领域,但在使用过程中会出现膜表面分离层与增强体之间界面结合失效,导致剥离脱皮现象,严重影响膜的分离效率和使用寿命。剥离强度是表征增强型中空纤维膜支撑层与聚合物涂层之间结合强度的重要指标。文章介绍了增强型中空纤维膜剥离强度的测试原理、仪器设备、试样制备、测试步骤等,全面分析剥离速率、预剥离长度、夹持长度的影响,优化计算方法,建立增强型中空纤维膜剥离强度的检测方法,旨在系统全面评价膜性能。

增强型纤维素中空纤维膜的研究

采用二维编织技术将二醋酸长丝制成中空管状编织物,以NMMO/DMSO混合物为溶剂,以水溶性聚合物为成孔剂,调制浓度为4%(质量分数)的纤维素铸膜液,采用共挤出纺丝技术制备了以中空管状编织物为增强体、纤维素为表面分离层的增强型纤维素中空纤维膜(RC膜)。研究结果表明,混合溶剂中DMSO的加入降低了铸膜液黏度,提高了膜的纯水通量;随凝固浴温度提高,表面分离层中海绵状孔结构变得松散,膜的纯水通量提高,向凝固浴中加入DMSO对膜通透性能的影响相对较小;从改善膜的通透性角度出发,添加成孔剂聚乙二醇优于聚乙烯吡咯烷酮;RC膜的力学性能在很大程度上取决于增强体;为保持增强体与表面分离层之间较好的界面结合状态,膜应在湿态下保存。

PVP含量对聚偏氟乙烯制备的编织管增强型中空纤维膜结构与性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)树脂为原料,选择聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成孔剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,制备PVDF编织管增强型中空纤维膜。研究了PVP的含量对制备膜丝的结构与性能的影响。结果表明,当PVP质量分数在10%时,所得膜丝的剥离强度和纯水通量性能最佳。

嵌入线增强PVDF中空纤维超滤膜及其应用

中空纤维超滤膜及其技术与装备在市政污水提标改造和市政供水达标深度处理方面均有很大的应用市场。新开发的嵌入线增强PVDF中空纤维超滤膜具有较高的拉伸强度,所制成的膜组件用于浸没式超滤和膜生物反应器,不会产生常规中空纤维膜的断丝现象,较大程度地保证了运行过程中出水的澄清度,保障了处理过程实现长期运行的可能性。介绍了嵌入线增强PVDF中空纤维超滤膜在给水深度处理和印染废水处理工程中的应用,进一步验证了所开发的嵌入线增强中空纤维膜及其组件具有较高拉伸强度,保障过程运行的稳定性特色。

增强型中空纤维膜生物反应器处理污水

纤维编织管增强型中空纤维膜具有很强的力学性能、界面结合能力,采用纤维编织管增强型中空纤维膜生物反应器处理生活污水,研究纤维编织管增强型中空纤维膜(PAN-PVDF)长期运行的出水水质,并通过对其进行化学清洗考察膜的再生性能及其污染机理。研究表明:PAN-PVDF在运行、清洗过程中表现出很强抗污染能力,可以强化COD的去除,进一步降低出水COD含量,但对NH3-N和TP的去除贡献较小,将其用于膜生物反应器处理生活污水具备可行性;将污染后PAN-PVDF先浸于1wt%柠檬酸后浸于0.3wt%NaClO的清洗顺序获得最佳清洗效果,表明膜表面污染层是由以有机物为主的内污染层和以无机物为主的外污染层构成。

增强型中空纤维膜界面结合状态的研究

分别以熔融纺丝-拉伸法聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维基膜和二维编织技术制备的聚丙烯腈（PAN）纤维中空编织管为增强体,以6 wt%~18 wt%的PVDF溶液和10 wt%的PAN溶液为铸膜液,通过共挤出纺丝技术,制备了四种增强型中空纤维膜,即同质增强型PVDF、PAN中空纤维膜和异质增强型PVDF、PAN中空纤维膜.由于在膜生物反应器（MBR）系统扰动震荡环境和膜反洗过程中增强型中空纤维膜对于其界面结合强度的需求远大于其对拉伸强度的要求.因此,借助溶解度参数法和超声震荡法分析和讨论表面分离层与增强体之间的界面结合状态,不但为MBR系统中膜的选择提供更好的参考依据,也为增强型中空纤维膜界面结合提供一种全新的表征方法.结果表明,同质增强型中空纤维膜的界面结合状态明显优于异质增强型中空纤维膜,受相同超声震荡作用后,前者的水通量变化较小,而后者因界面结合状态较差,已发生界面损伤或剥离,导致膜的水通量变化较大.同时,PVDF中空纤维膜基膜作为增强体较由PAN纤维中空编织管作为增强体制备的增强型中空纤维膜界面结合更好,状态更稳定.