随机纤维膜过滤器捕集浮游生物颗粒的DPM数值模拟

目前常用的深海浮游生物取样方法,是采用水泵抽取海水,并通过过滤技术捕捉其中的浮游生物。因此,以浮游生物过滤器为研究对象,通过随机算法建立三维纤维膜微观模型,并基于相似准则对纤维膜模型进行数值模拟研究,同时,采用拉格朗日离散相模型(DPM)追踪浮游生物颗粒在过滤器内的运动轨迹。研究结果表明:入口速度的变化对流场的压力和速度分布有显著影响,随着入口速度增加,流场内部速度差增大,流场中的压力分布出现明显的分层现象,且压力损失随入口速度增大而增大。其孔隙较小的纤维模型具有更好的过滤性能,对浮游生物颗粒的过滤效率基本稳定在80%。

理解滤镜:技术物的图像处理与人类主体性的消逝

近年来,随着传播学研究的物质转向,对媒介技术的关注形成了一类新的滤镜研究潮流。由此出发,从媒介考古视野进行考察会发现,光学滤镜体现出对图像本身的解码,在不断的实践中,技术见证着人类主体性的完满;数字滤镜是对图像层次的叠印,人们使用数字滤镜进行幻象的生产与制造并满足于数字滤镜构建的乌托邦,使得数字滤镜的媒介主体性得到凸显,人类主体性开始破碎;智能滤镜则是图像意义的自我生成,在此层面上,人类主体性在很大程度上让位给媒介主体性,并迷失在媒介所塑造的超真实幻象中。

基于压裂液自发吸入模型的页岩气压裂液滤失定量预测

非常规油气资源开发常使用水力压裂技术提高单井产量,然而压裂现场数据表明,大量压裂液会滞留在地层中导致压裂液的返排率较低,将对储层和地下水环境造成一定影响。为进一步研究压裂液滤失机理并准确预测压裂液滤失量,首先建立了由毛细管力作用引起的压裂液自发吸入模型,然后对压裂液滤失量进行定量计算,并在现场进行了验证。最后,引入无量纲吸入率参数分析了控制压裂液滤失的关键因素。研究结果表明:(1)页岩气水平井压裂施工中大约50%~95%的压裂液通过基质吸入,压裂液吸入量仅与吸入率参数、裂缝面积和吸收时间有关;(2)当润湿相黏度与非润湿相黏度之比超过阈值时,吸入率参数主要由岩石的孔径分布参数决定,流体黏度的影响非常有限;(3)当孔径分布参数介于0.5~0.7时,吸入率参数达到相对较高的值,即更多的压裂液被吸收到地层中;(4)当润湿相黏度与非润湿相黏度之比大于10,孔径分布参数小于0.8时,优化后的自吸模型具有较大的适用性;(5)由毛细管力机理引起的压裂液滤失量与实际储层观察到的滤失量相近,可认为页岩储层有足够的存储滤失液的能力,不会影响地下水层中的饮用水。结论认为,建立的压裂液自发吸入模型,能够准确预测页岩气水平井压裂液滤失量,为非常规油气的生产及环境保护提供了技术支撑。

超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响

针对超长滤袋表面过滤风速沿其轴向分布极为不均的问题,采用数值模拟方法探究了超长滤袋局部加密对滤袋表面过滤风速分布的影响,为提升超长滤袋袋式除尘器的过滤性能寻求解决方法。结果表明:当超长滤袋未进行局部加密时,滤袋表面过滤风速沿其轴向自上而下呈递减趋势,最大过滤风速高达3.18 m/min(设计过滤风速为1.0 m/min),对应过滤风速分布均匀性指数为0.122,过滤风速分布极不均匀,此时滤袋顶部受到高速气流的冲刷作用明显;当对超长滤袋顶部30%长度滤袋进行局部加密后,滤袋表面过滤风速分布均匀性得到显著提升;当局部加密孔隙率由85%降至60%时,滤袋表面过滤风速分布均匀性指数由0.037先增至0.518后降至0.434,对应除尘效率并不受影响;当局部加密孔隙率取值为65%时,滤袋表面最大过滤风速降至2.1 m/min,此时过滤风速分布均匀性指数达到最大值0.518。

环保型改性纳米碳酸钙降滤失剂的合成与性能评价

纳米碳酸钙在钻井液中具有降滤失及封堵作用、且环保,但分散性差、易团聚,导致效果不理想。使用硅烷偶联剂对纳米碳酸钙进行表面改性,再通过自由基共聚法将抗温、抗盐单体接枝到改性纳米碳酸钙表面,得到改性纳米碳酸钙降滤失剂SDNPJ-2,采用红外光谱(FTIR)、热重分析进行表征,同时对比评价其综合性能,通过对膨润土基浆粒径、zeta电位分析,滤饼扫描电镜(SEM)分析,考察SDNPJ-2在黏土颗粒上的吸附特征,研究改性纳米碳酸钙降滤失剂在水基钻井液中的降滤失机制。结果表明:SDNPJ-2可抗230℃高温;1%SDNPJ-2可分别使4%膨润土基浆、25%盐水基浆、10%CaCl_(2)基浆150℃/(16 h)老化后的API滤失量降低70%、89%和85%,可抗氯化钠250000 mg/L、抗氯化钙100000 mg/L,降滤失效果优于国外同类目前最优产品Driscal D;生化需氧量(BOD_(5))为558 mg/L、BOD_(5)/COD(化学需氧量)达22.6%,可生物降解;SDNPJ-2通过酰胺基团吸附于黏土表面、改善其分散性,优化体系粒径级配、通过物理堆积有效封堵滤饼和地层孔隙,两方面协同达到优良的降滤失效果。

阿托品联合连续静脉-静脉血液滤过及血液灌流治疗老年急性重症有机磷中毒的临床分析

目的分析老年急性重症有机磷中毒患者接受阿托品联合连续静脉-静脉血液滤过(CVVH)+血液灌流(HP)治疗方案的疗效。方法回顾性选取2019年1月—2022年1月于自贡市第一人民医院救治的老年急性重症有机磷中毒患者64例,根据不同救治方案将患者分为使用阿托品救治的对照组(32例)和使用阿托品联合CVVH+HP方案救治的观察组(32例)。2组均接受反复清洗胃部、甘露醇或硫酸镁导泻、大量吸氧、平衡电解质、应用胆碱酯酶复能剂氯磷定等常规急救措施,此外,对照组使用阿托品救治,观察组使用阿托品联合CVVH+HP方案救治。观察并比较2组恢复情况、胆碱酯酶(ChE)水平、心肝肾等脏器功能损伤程度评估值[心功能指标值:心肌肌钙蛋白I(cTnI)、心肌肌钙蛋白T(cTnT)、肌酸激酶同工酶(CK-MB);肝功能指标值:丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST);肾功能指标值:尿蛋白定量、尿素氮、血肌酐)];评估并比较2组机体氧化应激程度[人过氧化脂质(LPO)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)水平]、局部炎症情况[白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、降钙素原(PCT)水平]、不良事件、临床疗效以及缓解期严重并发症发生情况。结果与对照组比较,观察组患者清醒时间、机械通气时间、ChE活性恢复正常时间和住院时间均明显缩短,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗后,2组ChE水平均高于同组治疗前,且观察组ChE水平高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗后,2组患者CK-MB、cTnI、cTnT、ALT、AST、尿蛋白定量、尿素氮、血肌酐水平均低于同组治疗前,观察组均低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗后,2组患者LPO和MDA水平均低于同组治疗前,而SOD水平高于同组治疗前;观察组LPO和MDA水平均低于对照组,而SOD水平高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。治疗后,2组患者IL-1β、IL-6、PCT水平均低于同组治疗前,且观察组IL-1β、IL-6、PCT水平均低于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。与对照组比较,观察组治疗不良事件发生率降低,而疗效升高,差异均有统计学意义(P<0.05)。与对照组比较,观察组IMS、反跳等严重并发症发生率降低,但2组差异无统计学意义(P>0.05)。结论阿托品联合CVVH+HP方案可降低老年急性重症有机磷中毒患者相关并发症的发生,促进ChE表达,抑制局部炎症,增强抗氧化能力,减少对脏器功能的损害,疗效较好,具有一定的临床应用价值。

高通量血液透析联合血液透析滤过序贯治疗慢性肾衰竭的临床效果及对钙磷代谢、预后的影响

目的分析高通量血液透析(HFHD)联合血液透析滤过(HDF)序贯治疗慢性肾衰竭(CRF)的临床效果。方法选取2020年1月至12月我院接收的90例CRF患者为研究对象,随机将其分为常规组(45例,常规HFHD治疗)和联合组(45例,HFHD联合HDF序贯治疗)。比较两组的治疗效果。结果联合组的治疗总有效率高于常规组(P<0.05)。治疗后,联合组的血尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)、甲状旁腺素(PTH)及β2-微球蛋白(β2-MG)水平低于常规组,内生肌酐清除率(Ccr)显著高于常规组(P<0.05)。治疗后,联合组的钙(Ca)水平高于常规组,磷(P)、成纤维细胞生长因子-23(FGF-23)、镁(Mg)、降钙素(CT)及碱性磷酸酶(ALP)水平低于常规组,差异具有统计学意义(P<0.05)。治疗后,联合组的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、C反应蛋白(CRP)及白细胞介素-8(IL-8)水平低于常规组,白细胞介素-10(IL-10)水平高于常规组,差异具有统计学意义(P<0.05)。联合组的不良反应总发生率低于常规组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论HFHD联合HDF序贯治疗CRF可取得理想的效果。

颗粒活性炭-纳滤处理二级出水中有机物膜污染机制研究

采用颗粒活性炭(Granular Activated Carbon,GAC)、生物活性炭(Biological Activated Carbon,BAC)两种过滤单元分别与纳滤(Nanofiltration,NF)组合对污水厂二级出水进行深度处理,分析二级出水直接NF、GAC-NF以及BAC-NF三种不同处理工艺对有机物的去除效果以及膜污染机制.研究发现,BAC-NF组合工艺对溶解性有机碳(DOC)、微生物代谢副产物类和腐殖酸类有机物的去除效果更好,去除率分别为85.2%、76.2%和82.0%;BAC-NF组合工艺的膜比通量(J/J0)最高,每个周期末的J/J0分别为0.69、0.65和0.63,膜污染总阻力最低,仅为5.97×10^(10)m^(-1);膜污染特征曲线表明二级出水直接NF为滤饼层污染,GAC-NF和BAC-NF先发生中间堵塞之后形成滤饼层污染;其中,BAC-NF以膜孔中间堵塞污染为主,膜污染程度最轻;通过扩展的德亚盖因-兰多-弗韦-奥弗比克(Extended Derjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek,xDLVO)理论分析发现BAC-NF组合工艺污染后膜表面的疏水性最弱,膜表面Zeta电位值最大;BAC-NF组合工艺在过滤初期,水中有机物不容易到达膜表面,膜污染程度最轻.在过滤中后期,水中有机物与膜表面有机物之间很难产生粘附,形成的滤饼层最疏松.综上,BAC-NF组合工艺能有效缓解膜污染,可为再生水深度回用提供一种可靠的技术.

基于两性离子的纳滤膜抗污染改性方法研究进展

纳滤膜对水中污染物的分离截留性能优异,膜污染控制和抗污染强化是该技术发展的研究热点。纳滤膜改性是强化纳滤膜抗污染性能的方法之一,基于两性离子材料的改性纳滤膜凭借两性离子材料静电作用与水分子结合的特性,在渗透性和抗污性方面表现优秀。系统综述了强化抗污染的两性离子纳滤膜的改性方法,包括涂覆法、接枝法、界面聚合法、自组装和共混掺杂法等,并阐释了各方法所制备纳滤膜的抗污效能和适用条件,最后对各改性方法做出了展望,以期为两性离子材料在纳滤膜改性和实际应用中的研究提供参考。

基于深度学习模型的中试纳滤系统膜污染预测研究

膜污染的预测或模拟对于阐明膜污染机理和制定有效的污染控制措施具有重要意义。建立了一种门控循环单元(GRU)模型,用于预测中试纳滤系统的过滤性能,并探究膜的污染机理。采用跨膜压差(TMP)作为输出变量,考察以TMP自身为输入变量的单输入时间序列模型的预测效果,并探讨了9种水质参数:pH、水温、电导率、总溶解性固体(TDS)、总硬度(TH)、浊度、高锰酸盐指数(CODMn)、溶解性有机碳(DOC)以及UV254的独立和耦合效应对膜污染及预测结果的影响,筛选出最优模型与膜污染预测中常用的机器学习算法——随机森林(RF)和时间序列预测中广泛使用的长短时记忆网络(LSTM)进行比较。结果表明:以TMP自身数据作为输入的LSTM以及GRU单输入时间序列预测模型的R^(2)分别达到了0.9613和0.9861;水质参数对TMP的相关性顺序依次为:温度>电导率>TDS>总硬度>高锰酸盐指数>DOC>浊度>UV254>pH;以温度和电导率为输入的多变量GRU模型预测效果最佳(R^(2)=0.8344),预测精度优于相同时间步长的单输入GRU模型(R^(2)=0.4555)以及相同输入参数的多变量LSTM(R^(2)=0.6428)和RF模型(R^(2)=-4.1894),在此基础上增加或减少水质参数作为模型输入,模型的预测精度均有所下降。时间序列模型在膜污染预测方面展现出了较高的可靠性,GRU模型预测精度更高,在膜污染预测中具备更高的应用潜力。输入变量的特征选择对高效预测膜污染具有重要意义,对输入水质数据进行特征选择,可以显著提升模型的预测性能。此外,预测结果反向验证了水温和无机离子耦合是造成冬季纳滤膜污染的主要原因,冬季纳滤运行过程中要注意温度和无机离子污染对纳滤膜运行稳定性的影响。

生化-超滤-纳滤组合工艺在餐厨垃圾废水处理中的应用

采用除渣预处理+厌氧反应器+二级AO+外置式超滤+NF(双膜法)组合工艺进行餐厨垃圾废水处理,研究结果表明,当进水COD为72315~78562 mg/L时,NF系统产水COD为264~347 mg/L,对有机物的去除率达到99.5%~99.7%,研究了NF系统压力、温度、pH和运行时间对膜分离性能的影响。NF出水可以达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)标准B等级指标,NF系统浓水用于静脉产业园垃圾焚烧炉飞灰固化。最后,对工程投资、运行费用和经济效益进行了分析和讨论。

基于滤膜称重法的自动化粉尘质量浓度检测装置的研究

传统滤膜称重法操作过程繁琐、检测周期长,且自动化程度低,虽精度高但无法满足粉尘质量浓度实时检测需求。设计了粉尘质量浓度自动检测装置,通过建立温湿度补偿模型,替代手工称重法中采样后滤膜烘干的步骤,进一步缩减粉尘质量浓度检测时间以及粉尘质量浓度检测装置体积。搭建试验样机并调试实验,结果表明,煤矿井下常用的CCZ-20A型粉尘采样器与本装置检测得到的粉尘质量折算浓度经过计算其标准偏差在5%以内,一元线性回归拟合分析下的实验数据拟合相关性较好。为进一步提升装置的检测精度,研究基于傅里叶级数、线性拟合以及周期拟合相结合的误差补偿方法,设计出装置浓度计算流程并代入原始数据中,将该装置检测浓度误差由原始的(-7.20%,-1.26%)集中至(-3.64%,3.65%)。引入装置浓度计算流程后进行多次对比实验,实验结果显示装置浓度检测误差均在此区间内,验证了装置浓度计算流程的可靠性。该装置缩短了粉尘质量浓度检测所需时间,同时检测误差控制在合理的范围内,进而为滤膜称重法在粉尘质量浓度在线监测方面的研究提供一定的参考。

基于多臂结构抗高温高盐降滤失剂的合成及作用机制

以季戊四醇烯丙基醚为核心,合成具有多臂结构的超支化聚合物降滤失剂JHPAN,研究和分析JHPAN配制的钻井液在高温、高盐条件下的流变性能、降滤失性能和降滤失作用机制。结果表明:在加量(质量分数)为1.0%时,220℃老化前后,淡水浆的表观黏度分别为10.5和10.0 mPa·s,塑性黏度分别为9.0和11.0 mPa·s,动切力分别为1.5和1.0 Pa;在加量为1.0%时,220℃老化16 h后,饱和NaCl盐水浆的API滤失量和高温高压滤失量分别为11.8和25.5 mL;JHPAN的多臂结构中含有大量的吸附基团和抗温耐盐基团有助于钻井液高温、高盐环境下形成致密的泥饼,从而提升其降滤失效果。

具有界面复合活性层的高效纳滤膜构筑与性能

纳滤膜技术已广泛应用于水处理过程,但在长期运行过程中仍面临渗透通量下降和污染结垢等问题。 本研究在多孔基材上将氨基功能化类沸石咪唑酯骨架-8(AZIF-8)与海藻酸钠(SA)水凝胶网络结合,构筑有机-无机纳米复合活性层高效凝胶网络,制备渗透性强、抗污染性能优异的复合纳滤膜(SAZM)。AZIF-8与SA水凝胶结合可以很好地克服纳米材料的团聚与相容性问题。杂化纳米凝胶网络赋予纳滤膜强的亲水性和抗污染性,为水分子的传输提供便捷路径。研究表明,SAZM对二价盐Na_(2)SO_(4)表现出稳定的截留性能,渗透通量从4.1×10^(-2)L/(m^(2)·h·k Pa)增加到16.3×10^(-2)L/(m^(2)·h·k Pa),提升297.6%。在牛血清白蛋白污染性实验中, SAZM表现出优异的抗污染性能,通量恢复率达95.1%。

超滤制备无乳糖牛乳蛋白浓缩物的工艺优化

传统牛乳浓缩工艺通过加热蒸发水分实现浓缩,具有蛋白质受热变性、感官品质降低、生产效率低及无法去除乳糖等问题。引入超滤技术以脱脂牛乳为原料制备无乳糖牛乳蛋白浓缩物(milk protein concentrate,MPC)以弥补传统工艺的缺陷,并对分离过程中的分离系统、洗滤模式及操作条件等工艺进行优化。最终采用分离精度为10 kDa的聚醚砜中空纤维超滤膜组件在自制膜分离系统中以40℃、0.1 MPa的操作条件下2倍浓缩、3次反洗补水洗滤制备了乳糖质量浓度为1.17 g/L、蛋白收率为94.0%、蛋白质量浓度为40.01 g/L、pH值为6.98、乳糖脱除率为96.5%的无乳糖MPC。超滤浓缩技术有效去除了乳糖,且工艺优化显著提高了生产效率与产品质量,制备出的无乳糖MPC可实现乳产品组分的优化。

我国典型地区水厂纳滤净化系统产生浓水的水质特征及处理需求分析

近年,纳滤净化技术在我国城镇水厂得到一定规模的推广应用,普遍取得了较好的净化效果,但在净化过程中生成了一定量的浓水,其净化处理和资源化回用受到人们关注,并制约了纳滤净化工艺的推广应用。论文基于国内纳滤净化工艺应用目标的调研结果,分析了纳滤浓水的产生、影响因素及其典型水质特征,论述了浓水排放和处理处置方面的典型研究进展,探讨了纳滤浓水处理处置的优化策略。论文可为纳滤净化系统在国内的推广应用提供一定的指导和借鉴。

PEFT聚酯的制备及PEFT纳滤膜的截留性能

为了解决聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料制品使用后降解缓慢和聚2,5-呋喃二甲酸二甲酯(PEF)韧性差的问题,开发一种新型嵌段共聚酯聚2,5-呋喃二甲酸-乙二醇-co-对苯二甲酸酯(PEFT),可通过酯交换-熔融缩聚法合成,且PEFT拥有与PEF相媲美的热力学性能。利用FTIR及NMR等对聚酯结构进行表征,结果表明该方法成功制备了PEFT聚酯。通过TG、DSC和紫外光照表征,结果表明PEFT聚酯热学性能优良,且在紫外光照射下可快速降解。又将PEFT聚酯材料通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了不同铸膜液浓度的PEFT纳滤膜,用于对染料离子及金属盐溶液的截留,而后对其表面粗糙度、水接触角、荷电性、染料和金属盐离子的截留能力等方面进行了测试。结果表明:PEFT纳滤膜对甲基蓝(Mr=799.8)染料、酸性品红(Mr=585.4)染料都具有良好的截留性能,最高截留率可达99%和87.7%,并且纳滤膜经长期循环后仍具有较高的稳定性,但对金属盐(MgSO4)溶液截留性能不佳,截留率最高不超过35%。综合研究发现PEFT纳滤膜在染料截留方面性能突出。

壳聚糖/纤维素复合纳滤膜除锰性能研究

将壳聚糖(CS)与纤维素(CEL)共混,以1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)为溶剂,二甲基亚砜(DMSO)为助溶剂,通过浸没沉淀相转换法制备了CS/CEL复合纳滤膜,用于去除水中的Mn^(2+)。采用X射线光电子能谱仪、场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪对材料元素价态、微观形貌及热稳定性进行分析和表征,探究了聚合物总含量、CS和DMSO含量对复合纳滤膜纯水通量的影响,以及实验条件对复合纳滤膜去除Mn^(2+)效果的影响。结果表明:在m(DMSO)∶m(EMIMAc)=1∶1、m(CS)∶m(CEL)=1∶1条件下,当聚合物质量分数为8%、CS质量分数为50%、DMSO质量分数为50%时,最佳纯水通量为80L/(m^(2)·h)。上述条件下,当DMSO质量分数调整为40%时,复合纳滤膜对Mn^(2+)的截留效果最佳,Mn^(2+)去除率达71.2%。利用复合纳滤膜吸附去除Mn^(2+)时,最佳吸附条件为膜质量0.4g、Mn^(2+)初始质量浓度20mg/L、振荡频率80r/min、吸附温度30℃、吸附时间60min。

AMPS/DMAEMA/AM三元共聚物钻井液降滤失剂的研制

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯为单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法制备了PAAD降滤失剂,通过单因素实验对其制备工艺进行了优化,并对降滤失剂的耐温耐盐性能进行了探究。结果表明,在丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯质量比为4∶2∶0.02、反应温度为60℃、反应时间4 h、过硫酸铵用量为混合单体质量的0.15%的最佳条件下,所制备的降滤失剂的降滤失效果最佳,抗温达210℃。

熔体微分电纺PLA/PAAS纳米纤维空气滤膜的制备及高湿环境下的过滤性能

为解决高湿环境下,空气滤膜的过滤效率迅速降低的问题,采用聚丙烯酸钠(PAAS)熔融共混改性聚乳酸(PLA),并且,利用熔体微分静电纺丝方法制备了PLA/PAAS熔体电纺亲水纳米纤维滤膜(PLA/PAAS电纺滤膜),主要研究了PAAS含量变化与滤膜性能之间的关系及高湿环境下,PAAS材料对滤膜过滤性能的影响。结果表明,当PAAS的含量(质量分数ω)为3%时,克重为40 g/m^(2)的PLA/PAAS电纺滤膜平均直径及直径标准差最小,分别为0.97μm及0.245,过滤效率达到最佳,其值为97.37%,品质因子达到0.0353 Pa^(-1);在高湿环境下,放置48 h后,PLA/PAAS电纺滤膜的过滤效率为95.49%,过滤品质因子为0.0206 Pa^(-1),证明了PLA/PAAS电纺滤膜在高湿环境下长时间放置后,性能仍保持稳定。