膜过程中防治膜污染强化渗透通量技术进展 (Ⅰ)操作策略

介绍了膜过程中防治浓差极化和膜污染，进而提高渗透通量的操作策略．包括控制初始渗透通量，反向放置微孔膜，利用高分子溶液的流变学特性及脉动流操作和鼓泡操作等．

膜过程中防治膜污染强化渗透通量技术进展(Ⅱ)膜组件及膜系统的结构设计

通过膜组件和膜系统的结构设计减轻浓差极化和膜污染的方法，如设置流道内构件、旋转滤器。

气升式陶瓷膜-生物反应器渗透通量的实验研究

为了降低陶瓷膜-生物反应器的能耗、同时提高膜的渗透通量,本文将气升式外循环引入膜-生物反应器的设计。实验条件下,搭建了气升式陶瓷膜-生物反应器装置,研究了导气管直径、气升位置、气速、气体性质等循环条件对渗透通量的影响;并在相同条件下与液体不循环的过滤相比较,证明采用气升循环可以较大提高膜的渗透通量。

纳米ZnO改性对Al_2O_3微滤膜孔径分布及渗透通量的影响

以Zn(NO3)2和尿素为主要原料,采用均相沉淀法对A l2O3微滤膜进行了纳米ZnO修饰改性,研究了改性溶液中Zn(NO3)2浓度和改性次数对A l2O3微滤膜孔径分布、孔隙率和纯水渗透通量的影响。结果表明:Zn(NO3)2浓度增大和改性次数增加时,膜孔径和孔隙率明显减小,孔径分布变窄。当Zn(NO3)2浓度为0.3 mol/L并经2次改性后,可在A l2O3微滤膜孔表面形成致密的纳米ZnO改性涂层,改性膜平均孔径约为0.80μm且孔径分布最窄,在膜平均孔径减小25.2%的情况下,水通量可提高49.3%。

具有旋转横流的管式膜微滤的渗透通量及环隙压力分布

用自行研制的计算机控制的在线管式膜器环隙压力测试系统实测分析了不同入口压力、不同悬浮液浓度和不同膜器环隙大小下的旋转横流膜微滤渗透通量大小及环隙压力分布规律 ,与一般横流膜微滤的环隙压力分布及渗透通量大小进行了对比 ,为进一步研究膜微滤强化机理。

工艺参数对干压成型制备的氧化铝载体渗透通量的影响

以氧化铝为主要原料,并添加适量的苏州土和聚乙烯醇,采用干压成型法,制备了氧化铝载体。实验考察了成型压力、PVA用量和厚度等工艺参数对氧化铝载体渗透通量的影响规律,并采用扫描电子显微镜对其显微结构进行测试分析。实验结果表明:当成型压力为16MPa、PVA用量为0.4wt%、厚度为3mm时,可制得渗透通量稳定在6.42m3·m-2·h-1、显微结构良好的氧化铝载体。

钛白废酸中FeSO_4对陶瓷膜渗透通量的影响

采用陶瓷膜处理钛白废酸,着重考察了FeSO4对陶瓷膜过滤通量的影响;比较了不同浓度的FeSO4、H2SO4等对膜渗透通量的影响,FeSO4浓度升高,膜通量降低;考察了不同温度下膜通量的变化趋势,认为温度低于20℃,膜孔内和表面出现了FeSO4结晶,导致膜污染加重,膜渗透通量极小,该现象可以通过提高体系操作温度并在合适的反冲条件下加以克服,获得560L (m2·h)的渗透通量。

旋转切向流管式膜微滤渗透通量模型研究

推导出了旋转切向流管式膜微滤的过滤渗透速度和膜通量的理论表达式 .

外旋流管式微滤膜器渗透通量的两个新模型

研究新型外旋流管式微滤膜器渗透通量的变化规律,建立渗透通量的稳态经验模型和动态衰减模型两个新模型.二者各有侧重,前者主要针对稳定过滤状态下的渗透通量,作者将影响渗透通量的因素归纳成膜器进口雷诺数和欧拉数等重要的无因次数群,提出了具体的公式;后者用于描述通量随时间衰减变化的过程,是一个幂函数模型,比原有线性模型更符合实际情况.通过实验对这两个通量模型进行验证,最大偏差分别为13.9%和30%.两个模型均有一定实用价值,前者为膜器放大优化设计奠定基础,后者有助于渗透通量的实时监控操作,两者统一,能进一步改善外旋流管式微滤膜器的实用效果.

影响聚偏氟乙烯膜渗透通量因素的初步考察

采用疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜,在蒸馏水体系中进行减压膜蒸馏实验研究,考察了进料温度、料液流量、冷侧真空度对聚偏氟乙烯膜渗透通量的影响;试验结果表明,随着真空度及料液流量、温度的提高,膜的渗透通量有增加的趋势.

预处理剂对陶瓷膜表面性质及渗透通量的影响

考察了不同预处理剂对陶瓷膜表面性质及渗透通量的影响,结果表明:表面活性剂的加入,使陶瓷膜表面的负电性以及亲水性得到提高,膜渗透通量从100L/(m2·h)提高到200L/(m2·h);碱式氯化铝中Al3+在膜表面的吸附,导致膜表面呈现正电位,相应的膜渗透通量只有50L/(m2·h);吸附剂对渗透通量的影响主要体现其在乳化废水中表面电位的不同,呈负电性的二氧化硅有利于渗透通量的提高,而呈正电性的氧化铝会导致膜通量的下降.

具有稳定显气孔率和渗透通量的氧化铝膜基片制备工艺优化

氧化铝膜基片是制备具有高性能,如高分离效率、高离子截留率的改性膜的重要基础,而氧化铝膜基片的显气孔率和渗透通量对改性膜的上述性能具有重要的影响。因此,要得到高性能的改性膜,则须选用显气孔率和渗透通量稳定的氧化铝膜基片。本实验采用平均粒径为1.6μm的α-Al2O3微粒为主要原料,以聚乙烯醇为添加剂,采用干压成型法,制备了氧化铝膜基片。实验考察了成型压力、烧成温度和PVA用量等参数对氧化铝膜基片显气孔率和渗透通量的影响规律,并对其孔径和显微结构进行测试分析。实验结果表明:当成型压力为10 MPa、烧成温度为1230℃、PVA用量为0.83wt.%时,可制得显气孔率稳定在42%、渗透通量稳定在215 l·m-2·h-1·bar-1、中位孔径约为380 nm、显微结构较均一的氧化铝膜基片,从而为后期制备高性能的改性膜提供了工艺基础。

氧化石墨烯改性对不同孔径Al_2O_3微滤膜纯水渗透通量的作用

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,并将该氧化石墨烯用于不同孔径的Al_2O_3微滤膜改性,探讨了改性工艺对氧化石墨烯涂层显微结构以及对Al_2O_3微滤膜纯水渗透通量的作用规律.结果表明,在二次改性的条件下,氧化石墨烯涂层平整均一,且厚度约为5nm.氧化石墨烯二次改性的较小孔径(约175nm)的Al_2O_3微滤膜纯水渗透通量,相对于原膜.可提高35.7%;而改性的较大孔径(约370nm)的Al_2O_3微滤膜纯水渗透通量,其增幅没有较小孔径膜的明显.

喷涂-浸涂结合法制备高渗透通量平板陶瓷超滤膜

为保持平板陶瓷膜渗透通量高的技术优势和减少膜缺陷,利用喷涂法在大孔支撑体上直接制备小孔径的膜层,利用浸涂法改善喷涂膜层或进一步制备更小孔径的膜层.实验结果显示,利用喷涂-浸涂的制备方法,仅经一次高温烧结,就可在平均孔径为4.0μm的平板支撑体上获得孔径分布窄、平均孔径为55 nm、厚度为46μm的超滤膜层,膜表面平整、无缺陷.所得超滤膜纯水通量可达到7 257.4 L/(m^2·h·MPa),具有良好的应用前景.

大连理工大学研发出高渗透通量和高效防污复合膜有望用于海水淡化

受荷叶的超疏水性和鱼鳃的不堵塞功能所启发,近日,大连理工大学贺高红教授团队通过对聚丙烯(PP)微孔膜进行化学改性,诱导微/纳米SiO2颗粒在膜界面上有序生长,并对微/纳米梯度结构进行氟硅烷修饰,成功研发出具有高渗透通量和高效防污性能的MD膜(F-nmSiO2-PP/N).纳米级SiO2可以加剧界面的纳米级湍流,防止晶体沉积,其作用类似于鱼鳃,同时纳米级结构使得具有异相成核屏障的膜与均相体系非常相似,从而有效地阻碍诱导成核,其作用类似于荷叶.

阻隔法制备高渗透通量陶瓷微滤膜

利用阻隔法制备了无中间过渡层的高渗透通量氧化铝微滤膜。在大孔氧化铝支撑体表面包覆一层PVB薄膜,再通过浸渍涂膜法在PVB薄膜上包覆一层氧化铝膜前驱体,经过煅烧后,PVB薄膜被氧化分解,在支撑体表面形成了无中间过渡层的氧化铝微滤膜。该氧化铝膜的平均孔径为0.26μm,纯水通量为(1468±81)L·m^(-2)·h^(-1)·bar^(-1),显著高于其他工艺所制备的陶瓷膜。氧化铝微滤膜的高纯水通量主要得益于陶瓷膜没有中间过渡层的存在,支撑体大孔较少被成膜颗粒堵塞,过滤阻力显著减小。

聚乙烯醇膜在低w(乙醇)溶液中的渗透汽化性能

以聚乙烯醇(PVA)膜为研究对象,通过改变w(乙醇)、温度和膜后真空度等条件,考察其在低w(乙醇)(w<5%)溶液中的渗透汽化行为。结果表明,渗透通量随着w(乙醇)增大而上升,分离因子呈下降趋势,出现临界值w(乙醇)=3%;渗透通量随着温度增加呈上升趋势,分离因子呈下降趋势,出现临界值t=50℃;渗透通量随着膜后真空度增加呈上升趋势,分离因子呈下降趋势。得出的结论对PVA膜的渗透和汽化行为具有一定的指导作用。

高通量ZSM-5填充硅橡胶复合膜渗透汽化性能研究

以硅铝比为360的ZSM-5型沸石对聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行填充,以聚偏氟乙烯(PVDF)为支撑层,制备了ZSM-5填充PDMS/PVDF复合膜,用于渗透汽化乙醇/水混合物的分离.研究了沸石填充量、操作温度、进料液浓度对乙醇/水的渗透汽化分离性能的影响,发现该复合膜较文献报道中的沸石填充膜,其渗透通量有了明显的提高,在50℃沸石填充量为40%时,对乙醇的分离因子为11.7,其渗透通量达到749.8 g/(m2.h).随着操作温度的升高或料液中乙醇浓度升高,渗透通量增大,分离因子下降.

渗透汽化技术用于锂电池生产中N-甲基吡咯烷酮回收的研究进展

N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为生产锂电池的必备溶剂,需求量逐年攀升。然而在锂电池生产后期NMP以废气形式排出,将会造成环境污染和资源浪费。用水吸收NMP废气形成相应溶液是一种有效的回收方法,进而将NMP溶液回收利用可以降低锂电池生产成本,促进锂电行业绿色可持续发展。相较于蒸馏等传统工艺,采用渗透汽化技术回收NMP废液具有能耗低、高效、环保等优势。从渗透汽化膜分离技术的优势和机理展开,系统总结了用于回收NMP废液的渗透汽化膜材料和分离工艺,通过比较不同膜材料和工艺的应用范围及分离效果,指出了其相应的优缺点和适用场合,为NMP的有效利用提供合理的参考。对渗透汽化技术用于NMP回收面临的挑战进行讨论并对发展前景做出展望。

正庚烷/有机硫体系渗透汽化脱硫

以正庚烷/有机硫体系模拟汽油体系,用硅橡胶(PDMS)复合膜进行渗透汽化脱硫性能研究,并考察料液温度、料液含硫量对膜分离渗透性能的影响.实验表明,温度对膜分离渗透性能有较大影响,而料液含硫量对分离渗透性能的影响可以忽略.结合实验结果,用基团贡献法分析了该复合膜对不同种类有机硫的选择性.实验数据与理论分析吻合,PDMS复合膜对不同有机硫的选择性顺序为:噻吩>2-甲基噻吩>2,5-二甲基噻吩>正丁硫醇>正丁硫醚.