高通量-高截留率时间维度膜法水处理机理研究

传统固液两相流膜分离技术利用尺寸效应易受到渗透性-选择性权衡的制约、膜污染与浓差极化等挑战。通过引入旋转剪切动态膜技术与施加固液滑移边界条件,利用膜表面颗粒径向穿透膜孔的时间大于切向划过孔径的时间——时间维度选择性,可有效同步提升渗透性和选择性。通过建立滑移边界旋转剪切动态膜过滤模型,对稀悬浮液微滤过程进行有限元模拟仿真,并结合理论分析揭示了滑移速度、膜厚度与孔隙率等关键参数对膜分离性能的影响规律。结果表明,对于比颗粒直径大1~10倍的膜孔径,在时间维度选择性与流体剪切诱导颗粒迁移的协同作用下,可获取95%以上的微颗粒截留率和350 L(/m^(2)·h)以上的有效水通量。该研究结果进一步验证并拓展了时间维度选择性机理在微米尺度的适用性,并为高通量-高截留率动态膜法水处理技术提供了新思路。

基于油水分离的陶瓷膜基双层复合动态膜的制备和应用

以多孔管式陶瓷膜为基膜,以高岭土、二氧化锆为涂膜材料,采用错流操作方式在膜管内表面制备单层和双层复合动态膜,对比分析单层和双层动态膜对水包油型油水乳化液的分离效果,考察双层动态膜制备和分离条件对分离性能的影响规律.结果表明,高岭土-Zr O2双层复合动态膜具有内层疏松、外层紧密的结构,其油截留率和乳化液COD去除率分别达到99.7%和99.5%,分离性能优于单层动态膜;随着Zr O2动态膜层涂膜时间和跨膜压差的增大,渗透通量均出现先增大后减小的趋势;随着油水乳化液p H值和油水乳化液质量浓度的减小,膜的渗透通量增大.

用激光片光源照相法显示膜分相动态纯油层厚度

本项研究将脉冲激光片光源照相技术应用于膜分相动态纯油层的测定中。经过理论分析和测量系统设计，实现了膜分相过程中分相膜表面附近动态纯油层的显示和测定。

用脉冲红宝石激光全息照相法测量膜分相动态纯水层厚度

本项研究将脉冲激光全息照相方法应用于膜分相动态纯水层厚度的测定中。通过高分辩率全息照相系统设计和大量的实验研究，成功地测量出膜分相过程中分相膜表面附近粒径为１～２μｍ的油珠分布图象以及动态纯水层厚度。