纺膜参数对PVC中空纤维膜结构与性能的影响

以聚氯乙烯(PVC)和醋酸纤维素(CA)为膜材料,采用非溶剂致相分离(NIPS)法,通过改变纺膜参数制备了PVC中空纤维膜.结果表明:所制得的中空纤维膜具有致密皮层,断面为海绵孔与指状孔共存结构,纯水通量可达314 L/(m^(2)·h),BSA截留率可达95.0%,断裂强度22 MPa.此外,细中空纤维膜可在0.6 MPa压力以下稳定运行,并可对自来水中的有机物深度脱除49.30%.

表面接枝法荷正电复合纳滤膜制备及其镁锂分离性能

以哌嗪(PIP)与均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合制备的PA纳滤膜为底膜,利用聚乙烯亚胺(PEI)与氧化石墨烯(GO)混合溶液对膜表面进行接枝,并制备PEI-GOS纳滤膜.通过扫描电镜(SEM)、Zeta电位和接触角等仪器对其微观形貌、表面电荷和水接触角等进行表征.在溶液总质量浓度1000 mg/L(镁锂质量浓度比为50)的条件下,考察了纳滤膜的镁锂分离性能.结果表明,PEI-GOS纳滤膜具有致密平滑的聚酰胺层,膜表面荷正电,纯水通量可达50.1 L/(m^(2)·h·MPa),对Mg^(2+)具有良好的截留性能.PEI-GOS纳滤膜镁锂分离因子可达38.1,具备良好的镁锂分离性能.

膜耦合工艺处理矿山酸性废水的研究

考察了两种超低压反渗透膜+纳滤膜(ULPRO+NF)耦合工艺对矿山酸性废水处理的水质以及重金属离子截留率的影响。试验发现,ULPRO、ULPRO+NF耦合工艺的水回收率有明显的提升,而NF+ULPRO却明显降低。耦合工艺也提高了重金属离子和其它盐类的截留率,出水水质均有明显的提高。因此,耦合工艺能更加有效降低废水中的盐份。

纳滤膜脱除矿山酸性废水中重金属离子试验研究

采用纳滤膜法脱除矿山酸性废水中的重金属离子进行了试验研究,讨论了压力、pH、浓差极化、共存离子和膜污染对膜性能的影响。结果表明,在最佳条件下,DK2540纳滤膜对矿山酸性废水中的重金属离子截留率都超过了97%,出水浓度除Cu2+为1.5mg/L外,Ni2+、Zn2+、Pb2+均<0.5mg/L,透过液中的重金属离子基本达标排放,浓缩液可进一步回收利用。

Fenton氧化—水解酸化—活性污泥工艺处理增塑剂废水工程实例

增塑剂生产废水酸性强,有机物浓度高,且含强氧化性物质。采用Fenton氧化—水解酸化—活性污泥工艺对其进行处理。实际运行表明,进水CODCr6000～8000mg/L时,处理后CODCr可降至500mg/L以下,达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)三级标准。生化系统应定期投加尿素和磷酸盐作为微生物补充营养盐。

超滤-微滤膜过滤传质理论的研究进展

探讨了超滤-微滤膜过滤传质理论的研究状况,重点介绍了超滤-微滤膜过理论模型、非牛顿液体膜堵塞过滤以及动态过滤等常规过滤理论的研究进展,评述了超滤-微滤膜过滤传质机理的动态,指出了超滤-微滤膜过滤基本理论模型需进一步研究解决的问题.

超低压反渗透膜处理矿山酸性废水膜污染及清洗的研究

对超低压反渗透膜处理矿山酸性废水的膜污染及清洗进行了试验研究。结果表明,不同的预处理及反渗透条件其污染程度不同,即使清洗条件相同,清洗效果也不同。较适宜的清洗条件为:在浓缩液流量始终为1200L·h-1情况下,先关闭透过液阀门,用纯水反渗透15min(0.6MPa,室温),再开启透过液阀门反渗透15min;然后用0.1%NaOH反渗透30min(1.0MPa,45℃);接着用0.3%H2O2浸泡16h;最后用纯水反渗透30min(0.6MPa,室温),膜通量可恢复99%以上。

低临界共溶温度PES体系制备微孔膜的研究

以聚醚砜(PES)/N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)/一缩二乙二醇(DEG)低临界共溶温度(LCST)体系为铸膜液,利用低临界共溶温度(LCST)的热致相分离(LCST-TIPS,简称RTIPS)法制备了PES微孔膜。通过透光实验测试RTIPS过程的LCST,以扫描电镜、渗透和力学实验表征膜的形态和性能。研究了非溶剂/溶剂(DEG:DMAc)质量比和成膜水浴温度对PES膜结构和性能的影响。实验结果表明,随DEG:DMAc质量比增加,相分离温度降低;利用RTIPS技术抑制了膜断面指状孔的出现,形成表面有明显微孔和断面对称的双连续膜结构;DEG:DMAc质量比0.8:1,成膜水浴温度60℃,膜纯水通量和平均孔径最大;通过RTIPS机理所成膜综合力学性能优于非溶剂致相分离(NIPS)法所制备的膜。

中空纤维陶瓷膜的研究进展

由陶瓷材料制备的无机膜具有良好的耐溶剂腐蚀性以及稳定性,在苛刻条件下能够表现出明显优于有机聚合物膜的性能。对陶瓷中空纤维膜的制备方法和制备过程中的相形成机理进行了讨论;从膜材料角度对其分类介绍;此外,介绍了陶瓷膜的煅烧工艺、表面改性及其应用等。

非牛顿液体恒速微滤部分堵塞膜过滤机理的研究

非牛顿液体的膜过滤机理的研究是目前膜过滤工艺需要研究解决的关键问题之一.为描述非牛顿液体的恒速部分堵塞微滤膜过程的压强变化数学模型,利用拓展至非牛顿流体的Darcy方程,建立了非牛顿流体膜过滤基础方程,并通过引入微滤膜部分堵塞微滤机理模型,推导了基于Darcy方程的非牛顿液体的恒速微滤总压强变化规律.在恒速条件下,分别利用聚酰胺(PA,0.22μm,0.45μm)平板膜对质量浓度为0.5%的CMC溶液进行微滤实验对上述模型进行了验证.结果表明:实验测得的数据和推导的模型基本吻合.

强化MBR处理含酚毒性废水及膜过滤特性的研究

考察添加白腐菌的生物强化膜生物反应器(EMBR)对含酚毒性废水的强化处理效果及其对膜过滤特性的影响.在优化工艺条件下,T=25℃,pH=6.5,水力停留时间(HRT)=10 h,菌种采用粒状活性炭(GAC)负载形式,进水TOC(总有机碳)容积负荷从0.96 kg/(m3.d)增至2.4 kg/(m3.d).实验结果表明:EMBR比传统膜生物反应器(CMBR)处理废水效果更佳(TOC平均去除超过90%),且在研究范围内负荷越高强化处理效果越显著,表明EMBR工艺具有更强的耐负荷冲击及抗毒性.此外,EMBR具有更高的临界通量[20.6 L/(m2.h)],膜持续运行时间更长,且膜污染速率及不可逆内部膜污染阻力均比CMBR有明显降低,表明其在改善膜污染方面亦具有优势.

高浓度NaCl溶液真空膜蒸馏传递阻力分布的研究

对纯水体系以及NaCl溶液浓缩过程中真空膜蒸馏传递阻力的分布进行了研究,考察了操作条件对传递阻力分布的影响,分析了传递阻力在浓缩过程的变化原因.结果表明：在纯水体系下,温度和膜表面流速对膜阻力影响较小,其值在162-164.7（Pa·h·m^2）/kg范围内变化;边界层阻力受操作条件影响较大,较低的流量和较高的料液温度导致较高的边界层阻力.在NaCl溶液浓缩过程中,渗透通量随浓缩时间起先呈缓慢下降趋势,传递阻力以边界层阻力和膜阻力为主,当料液浓度超过临界值时,渗透通量发生骤降,污染层阻力骤升,膜表面发生结晶污染.但利用清水冲洗受污染膜后,渗透通量恢复率95%左右.因此,控制浓缩终点的浓度低于临界点浓度将有效避免膜污染的形成.

NIPS法PVDF成膜过程扩散限制-反应凝聚动力学模型的研究

在扩散-反应限制凝聚模型(DRLA)的基础上,假设高分子溶液在成膜过程中聚合物凝聚过程可视为簇凝聚-解离可逆反应,结合扩散-反应方程提出了非溶剂致相分离(NIPS)法成膜过程的扩散限制-反应凝聚(DLRA)模型.将模型推导出的铸膜液层中聚集体浓度方程与朗伯-比尔定律相结合,对NIPS法不同体系PVDF铸模液成膜过程中膜液层吸光度倒数(1/A)随时间变化的曲线进行了拟合,拟合曲线相关系数R2大于0.97,说明DLRA模型能较准确地反映NIPS法成膜的动力学过程.

油水分离功能膜制备技术研究进展

工业生产以及日常生活中都会产生大量含油废水,因此含油废水的分离,特别是乳化油水的分离面临全球性的挑战。膜分离技术具有分离效率高且操作简单的优点,在处理乳化油水方面具有极大的应用潜力。本文介绍了国内外研究者在制备具有高渗透性、高选择性以及抗污染性油水分离功能膜方面的研究进展,包括传统的膜材料如聚合物膜、陶瓷膜,以及基于纳米材料制备得到新型功能膜。为了评估膜性能,讨论了不同类型膜的分离通量、分离效率、抗污染性以及运行稳定性。最后总结和展望了油水分离功能膜制备技术的未来发展趋势。

PVA／PAN渗透汽化膜分离乙酸乙酯-乙醇-水体系的研究

采用相转化法制备了平板PAN超滤膜，并采用涂覆法制备了酒石酸交联的PVA／PAN复合膜．利用红外谱图和扫描电镜对复合膜表面化学组成及膜结构进行了分析和表征．同时，以乙酸乙酯-乙醇-水体系为研究对象，分别研究了交联剂的含量以及料液温度等对复合膜性能的影响．结果表明在同一温度下，交联剂含量增加，膜的溶胀度减小，渗透通量减小，选择性增高．随温度的升高，渗透通量增大，而选择性降低．在30～50℃的料液温度下，复合膜的总通量为30～150g／（m^2·h），分离因子可达480～29000．

TiO_2溶胶改性PVDF中空纤维超滤膜的亲水化研究

通过PVDF铸膜液中添加TiO2溶胶,采用相转化法制备了PVDF-TiO2中空纤维共混超滤膜,并经SEM-EDX、亲水性与超滤测试、以及抗污染实验等手段研究了TiO2溶胶对PVDF中空纤维膜的结构和亲水性能的影响.结果表明:当TiO2含量为4.5%时,膜的亲水性能较好,抗污染性有明显的改善,在保持截留率基本不变的情况下,纯水通量明显提高,由108L/(m2.h)提高到244 L/(m2.h);但过高的TiO2含量会产生严重的纳米颗粒团聚现象而造成膜的各项性能指标下降.

电厂反渗透系统膜污染防治与膜清洗的研究

考察了长期运行的电厂反渗透系统中导致膜污染的原因、膜污染的种类和膜的清洗方法。采用反渗透系统进水和浓水的水质分析数据,提出了判断膜污染原因及污染物组成。根据反渗透系统进水和浓水的水质分析数据,实验筛选了膜清洗剂配方。结果表明表面活性剂对无机、有机混合垢有明显的促溶作用,以0.05%Na-SDS+0.1%NaOH+1%Na4-EDTA为配方的清洗剂,其清洗无机、有机混合膜污染的效果良好。

直接甲醇燃料电池用质子交换膜SPEEK/SGO/SPEEK的研究

采用无水对氨基苯磺酸(SA)对氧化石墨烯(GO)进行了磺化,并得到磺化氧化石墨烯(SGO),将磺化聚醚醚酮(SPEEK)膜包裹在SGO纸的两侧,制备了SPEEK/SGO/SPEEK膜作质子交换膜(PEM).通过膜性能表征可知,与SPEEK和SPEEK/GO/SPEEK膜相比,SPEEK/SGO/SPEEK膜的离子交换容量(IEC)提高,质子传导活化能(Ea)明显降低,甚至与Nafion*112膜相近,而其甲醇渗透率远低于Nafion*112膜.将膜组装成直接甲醇燃料电池(DMFC),经测试电池性能得到SPEEK/SGO/SPEEK组装的DMFC的最高能量密度在80℃和1mol/L甲醇浓度时可达42.1mW/cm^2,比商业Nafion*112膜组装的电池的最高能量密度高35.4%,明显优于SPEEK和SPEEK/GO/SPEEK膜,且电池稳定性良好,证明SPEEK/SGO/SPEEK膜在PEM的应用方面具有很大的潜力.

糖基掺杂聚酰胺纳滤膜制备及其性能研究

以哌嗪和糖基物质(葡萄糖、蔗糖和棉子糖)的混合溶液为水相,均苯三甲酰氯的正己烷溶液为油相,采用界面聚合法制备了糖基掺杂的聚酰胺复合纳滤膜.其中,选择了蔗糖掺杂的纳滤膜,讨论了蔗糖和哌嗪的不同比例对纳滤膜的渗透性和分离性能的影响,并对其膜的微观结构、表面润湿性、表面电荷特征进行了详细的测试与表征.蔗糖的掺杂改变了膜的表观结构,降低了膜的粗糙度和聚酰胺皮层厚度,提高了膜的表面亲水性;随着蔗糖比例的增加,纳滤膜的渗透性能也随之增加;当蔗糖质量分数达到0.8%时,膜对Na 2SO 4的截留率仍保持在99.1%,而纯水通量则达到97.0 L/(m^2·h·MPa),较原始TFC膜上涨了86%.

基于纳米纤维膜支撑层正渗透复合膜制备的研究进展

性能优良的正渗透(FO)膜的制备是FO技术研究与应用的关键问题之一。静电纺丝纳米纤维支撑层因其特有的三维孔道结构、高孔隙率、低曲率因子等优点,能有效缓解内浓差极化,提高FO膜性能,近年来已被广泛用于FO膜的制备。介绍了FO的浓差极化产生原理以及评估FO复合膜性能的膜结构参数,回顾了纳米纤维作为正渗透支撑层的发展历程(单一材料、共混材料、纳米掺杂以及表面改性),展望了静电纺丝支撑层的发展趋势。