PVDF疏水中空纤维膜与组件对真空膜蒸馏性能的影响

利用高孔隙率的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜进行真空膜蒸馏(VMD)脱盐实验。在真空度0.095MPa,盐水温度60℃,流速1.5kg/min的条件下,着重研究了中空纤维膜内径、壁厚,组件长度、装填纤维数目等结构参数对VMD性能的影响。结果表明:组件长度或装填纤维数目增加,组件产水通量明显降低而总产水通量明显提高;中空纤维膜内径对VMD产水通量影响较小,而膜壁厚增加使通量明显降低;用内径1.0mm壁厚0.1mm的膜制成的长度21cm装填纤维50根的膜组件,产水通量达到21.8kg/(m2.h)。VMD过程产水的电导率保持在4μS/cm以内,脱盐率达99.99%,受膜、组件结构及操作条件影响很小。

聚偏氟乙烯中空纤维膜蒸馏性能研究

采用疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维微孔膜,以3.5%的NaCl水溶液为测试液,进行直接接触膜蒸馏(DCMD)脱盐过程研究。考察了盐水温度、流速、PVDF膜的壁厚、内径、组件长度及封装分率等因素对DCMD过程性能的影响。结果表明:盐水温度、流速提高都有利于提高DCMD过程的通量;随中空纤维膜壁厚增加,通量逐渐降低;内径从0.5mm增加到1.0mm,通量略有提高,且壁厚较薄的膜,内径变化对通量的影响较明显;膜组件长度、装填分率增加,产水通量降低但组件产水总量提高。截留率受操作条件、膜和组件结构的影响较小,基本保持在99.99%,产水电导率<4μS/cm。

膜吸收法处理工业废水过程中PVDF膜及组件优化

以含氨废水为代表,采用实验室自制疏水性微孔聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件,通过实验考察了膜吸收工艺用于工业废水处理过程中膜丝及膜组件结构参数对传质效率和污染物去除率的影响。结果表明,膜吸收法去除废水中挥发性污染物效果良好,可以通过减小膜丝壁厚、增大膜丝内径来促进传质;另外,合理设计膜组件的长度和装填密度,可以近乎完全去除废水中的氨(去除率>99%),实现废水的达标排放。

聚醚砜中空纤维血液透析膜的制备与透析性能初步评价

采用干-湿相转化法制备聚醚砜(polyethersulfone,PES)中空纤维血液透析膜,讨论了制膜液中聚乙二醇(polyethylene glycols,PEG)添加剂含量、壁厚、内径对膜物理和机械性能的影响;并用牛血清白蛋白(bovine serumalbumin,BSA)、溶菌酶和尿素配制成模拟液代替血液进行血液透析实验,测试膜结构和操作条件对透析性能的影响。结果表明,制膜液PEG添加剂含量为27.6wt%时,制得的PES膜透析性能略低于PEG为24.1wt%时,但中空纤维丝可纺性和机械性能明显提高。使用PES膜面积为0.2 m2的透析器,通过减小膜的壁厚或减小中空纤维丝的内径,PES膜对较难去除的中分子毒素溶菌酶的清除率可以高达64.2%,对小分子尿素的清除率高达89.4%,同时成功截留98%以上的大分子蛋白质BSA。增大透析器内的膜面积、适当加快模拟液或透析液的流速可以提高透析效率。此外,与进口PS膜透析器的透析性能比较结果显示,PES膜具有更高的单位膜面积的透析效率,值得继续展开血液相容性等深入研究。

MBR在处理生活污水过程中的早期污染和影响因素

针对使用膜生物反应器(MBR)处理生活污水的过程,研究了膜污染的两个阶段和对膜污染速度有影响的因素,分析了膜组件的不同松弛度、不同工作通量对膜组件产生的影响;验证了不同化学清洗剂的清洗效果.结果表明,适当的膜组件安装松弛度有利于缓解膜污染的进展速度,一般以2.200/为宜;较大的工作通量能提高膜丝的处理效率,但会使膜丝寿命缩短;针对不同的水质和水中所含主要污染物的情况,需要搭配不同的清洗剂和清洗时间.

响应面法优化酿酒酵母培养基的研究

[目的]采用响应面法研究优化酿酒酵母培养基的条件。[方法]在试验设计中,以KH2PO4、MgSO4和尿素为自变量,通过响应面回归分析和显著性检验,建立了乙醇产量的二次回归模型,再通过对乙醇产量的响应曲面分析,研究了3种无机离子对酿酒酵母发酵乙醇优化生产的最佳工艺条件。[结果]由响应面分析结果可知,回归模型存在稳定点(-2.4278、6.505631、1.753767),稳定点的特征值表明稳定点为最大值点,即KH2PO4为0.2861g/L、MgSO4为0.97528155g/L和尿素为5.8768835g/L时,乙醇产量为123.9997g/L。采用上述优化的工艺条件进行的固定化酵母发酵试验表明,3次重复测得的乙醇产量的平均值为122.6074g/L,说明实际试验值与模型预测值基本一致。[结论]在酵母发酵生产过程中,向其培养基中添加KH2PO40.2861g/L、MgSO40.97528155g/L和尿素5.8768835g/L时,能使乙醇产量达到最佳值。

响应曲面法优化酵母菌发酵产乙醇的工艺

[目的]应用响应曲面法优化酵母菌发酵产乙醇的工艺。[方法]首先以初糖浓度为因子进行单因素试验,大致确定乙醇产量较高时初糖浓度的范围;然后分析试验条件,应用Box-Behnken的中心组合设计,以初糖浓度、发酵温度和发酵时间为因素,以酿酒酵母发酵过程中乙醇产量的变化为响应值,进行试验,运用SAS统计软件对试验数据进行分析,建立二次响应面回归模型,得出重要因素的最佳水平,从而确定最佳的发酵条件。[结果]经响应曲面法优化获得的酿酒酵母发酵生产乙醇的工艺参数为:初糖浓度24.72%,发酵温度36.05℃,发酵时间50.65h,在此优化条件下,获得的乙醇产量达137.59g/L。[结论]该研究可为提高生物发酵产乙醇的量提供科学依据。