纳滤法处理含氟废水工艺条件的研究

采用Dow FilmTec公司的NF-90纳滤膜处理模拟含氟废水,主要考察了压力、pH、流量、温度、氟离子初始浓度等对膜渗透通量和氟离子截留率的影响。结果表明:压力升高,膜渗透通量增大,氟离子截留率先增大后减小;pH对膜渗透通量无明显影响,氟离子截留率随pH的升高而增大;流量升高膜渗透通量和氟离子截留率略有增大;温度升高,膜渗透通量增大,氟离子截留率降低;氟离子初始浓度增大,膜渗透通量减小,氟离子截留率降低。在压力1.0 MPa、pH 10.01、流量30 L/h、温度20℃的条件下NF-90膜截留率可达到95%;当处理氟浓度小于100 mg/L,出水氟浓度可达到国家工业一级排放标准。     

一种新型羧甲基甲壳素/聚砜复合纳滤膜的研究

羧甲基甲壳素(CMCH)溶液浇铸在聚砜超滤膜上,并与戊二醛(GA)交联制得一种新型荷负电复合纳滤膜.制备该膜的最佳条件为:CMCH浓度为2.0%,GA浓度为1.5%,50℃下交联2.0 h,然后50℃下热处理15 min.复合膜对中性分子的截留分子量为7.425×10-22 g (450 Da),膜孔径在(6.6～7.6)×10×10 m,静电位为-0.15 mV,电压渗系数为-0.85,离子交换容量为2.2 mmol·cm-2,在18℃,1.3 Mpa压力和流量为38 L·h-1时,对浓度为2000 mg·L-1的Na3PO4,K2SO4,Na2SO4,MgSO4,KCl,NaCl 和 MgCl2 溶液的截盐率分别为 92.10%,90.93%,91.83%,62.51%,30.29%,29.46% 和 10.96%,通量分别为 3.96 L·h-1·m-2,4.81 L·L·h-1·m-2,复合膜对不同盐的截留行为与其它荷负电纳滤膜类似,主要决定于荷电膜与电解质离子之间静电作用力的大小.随着进料液浓度的增加,复合膜的截盐率减小,通量增加;随着操作压力的升高,通量增加,截盐率先增加后保持不变.另外,发现该膜具有较好的抗藻类附着性.该膜可望用于脱除水中NO3-,PO43-,SO42-及阴离子表面活性剂等负电荷离子,在中水、工业水、饮用水处理及加工等方面有广阔的应用前景.     

纳滤膜技术浓缩分离含镍离子溶液

采用纳滤膜法对较高浓度含Ni2+离子溶液进行了高倍数浓缩,考察了操作压力、进料液流量、原水Ni2+离子质量浓度和pH等因素对分离过程性能的影响.结果表明,纳滤膜对Ni2+的截留率随操作压力、进料液流量和原水Ni2+质量浓度的增加而增大,膜通量则随进水Ni2+的质量浓度增加而减小.对于Ni2+质量浓度为3900 mg·L-1,pH为3的NiSO4溶液原水,在操作压力1.4MPa条件下,经截留液全循环工艺运行,纳滤淡化出水Ni2+的截留率均保持在99.6%以上,浓缩液中Ni2+质量浓度最高可能达到23 510mg·L-1,浓缩倍数超过6.研究表明,选择适宜的纳滤膜用于重金属废水的高倍数浓缩,实现有价金属的资源化回收具有良好的技术可行性.     

不同国产纳滤膜对饮用水中氟离子的去除影响研究

选用两种国产纳滤膜NF1和VNF2进行除氟的实验研究,考察了不同的原水pH、操作压力、进水F-浓度、温度以及腐殖酸的浓度对纳滤除氟截留率以及膜通量的影响。实验结果表明:VNF2膜的截留率高于NF1膜,而膜通量则低于NF1;同时两种膜的最佳操作条件为pH在6.5~7.0,温度在18~23℃,操作压力为0.4 MPa,进水氟离子浓度为4 mg/L;而腐殖酸主要通过静电斥力和氢键影响纳滤膜的截留率和膜通量,同时出水F-浓度满足生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)。     

聚电解质静电沉积改性制备高性能反渗透膜

利用次氯酸钠溶液对商品反渗透膜表面进行氯化处理,然后将聚阳离子电解质壳聚糖通过静电吸附作用沉积在RO膜的表面,系统地研究了氯化过程的p H、氯化时间、次氯酸钠浓度、壳聚糖浓度及其沉积时间对膜性能的影响,以制备出高通量、高截留率的RO膜。在压力1.55 MPa、原料液温度(298±1)K的条件下,测定RO膜处理2000μg·g-1氯化钠溶液的水通量和截留率。结果表明,当p H=9、氯化时间为30 min、次氯酸钠浓度为1000mg·L-1时,水通量较原膜提高了约19.89%,截留率略有提高;当壳聚糖浓度为0.1%(质量分数)、沉积时间为30 min时,改性膜的接触角降低到34.88°,亲水性提高,水通量较氯化后的RO膜几乎保持不变,为60.55 L·m-2·h-1,截留率达到了99.56%。经过氯化和沉积改性后的RO膜水通量和截留率均得到了提高。     

荷电中空纤维膜对肝素钠的分离特性

在紫外辐照下,引发聚砜（PSF）中空纤维膜与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）的表面化学接枝反应,制备得到荷负电型PSF-g-AMPS膜,研究了该荷电膜对肝素钠的分离浓缩特性。实验结果表明,紫外光引发膜接枝过程中辐照时间、接枝单体浓度、肝素钠溶液的pH值影响着膜的渗透通量及截留效果。在辐照时间为2 min、AMPS单体浓度为1%条件下得到的荷电膜在0.1MPa压力下对肝素钠具有最佳的截留效果。溶液pH=9的条件下,膜对肝素钠具有较高的截留率,而在pH=5条件下具有较高的渗透通量。荷负电膜与带阴离子基团肝素钠的静电排斥效应使得膜对肝素钠的截留率提高,而接枝链的亲水性使得膜的渗透通量得以提高。     

浸渍-界面聚合法制备荷电镶嵌膜

以聚醚砜为基膜,以荷正电的高分子材料聚环氧氯丙烷胺及荷负电的2,5-二胺基苯磺酸混合水溶液(无机相)与三酰氯的正己烷溶液(有机相)通过浸渍-界面聚合反应,合成了一种新型的荷电镶嵌膜.实验考察了荷电剂浓度、单体的浓度、界面聚合反应时间和热处理温度等因素对膜性能的影响.研究结果表明,优化工艺下所制备的荷电镶嵌膜具有良好的性能.在0.4 MPa下,膜对无机盐的截留率均低于40%,对PEG1000的截留率则达到了94.02%,该膜的纯水通量为11.1 L·m-2·h-1;能截留低分子量有机物而透过盐,表明该膜可以用于有机物与盐混合溶液的分离.     

氨基酸型两性离子超滤膜对染料分子的回收

通过特定化学反应对截留相对分子质量30×103再生纤维素(RC)膜进行表面修饰,得到3种氨基酸(甘氨酸、丝氨酸和赖氨酸)改性的两性离子超滤膜,选取3种分子量相近而所带电荷量不同的染料分子(亚甲基蓝、甲基橙和直接黄12),以考察两性离子超滤膜回收水中染料分子的可能。研究比较了染料荷电量、膜的接枝基团及离子强度对以上3种染料截留率的影响。结果表明,相较于中性膜,两性膜仅对荷负电染料截留能力增强;赖氨酸改性膜尽管荷电性呈中性,但仍有与其他改性膜相近的去除效果,在膜通量约为50 L/(m2·h)时,对直接黄12的截留率可达80%左右,这归因于赖氨酸基团形成了更致密的水化层;此外,离子强度的增加屏蔽了膜与荷负电染料的静电排斥,最终导致截留率降低。     

胶团强化超滤处理水中环境激素双酚A研究

采用聚巩超滤膜和再生纤维素超滤膜,以十六烷基氛化吡啶(CPC)为表面活性剂,进行了胶团强化超滤处理水中双酚A (BPA)的研究,考察了操作压力、不同材质和截留相对分子质量的超滤膜、CPC浓度、溶液pH、电解质、非离子表面活性剂烷基多糖苷(APG)复配等因素对工艺的影响.结果表明,截留相对分子质量(MWCO)为5x103的聚砜UF膜和阳离子表面活性剂CPC,MEUF处理水中的BPA,在操作压力为0.15 Mpa,CPC的浓度为5 mmol·L-1条件下,对BPA的截留率可达90%以上,BPA的截留率及渗透液中CPC浓度随pH的变化而变化,电解质的存在以及CPC与APG的复配可以提高BPA的截留率,降低透渗透液中CPC的浓度.     

DK膜对无机盐截留性能的研究

采用Desal-DK有机纳滤膜分别对1~200 mol/m3的Na Cl、KCl、K2SO4、Na2SO4、Mg Cl2和Ca Cl2水溶液进行纳滤实验,考察无机盐的类型、浓度和渗透流率对截留率的影响,结合道南细孔-介电DSPM-DE模型计算等效荷电密度(Xd),采用DSPM模型计算等效膜孔半径(rp),研究不同类型无机盐截留率和Xd的关系。结果表明,KCl和Na Cl溶液随着浓度的升高截留率逐渐降低,并趋近于某一定值,在低浓度时主要因为静电屏蔽的作用,在高浓度时主要因为空间位阻作用;Ca Cl2和Mg Cl2溶液随浓度增加截留率先升高后降低,在某一位置取的截留率最大值,主要因为Mg2+/Ca2+和Cl-交替吸附引起静电作用的变化;Na2SO4和K2SO4溶液截留率随着浓度增加而降低,主要因为静电屏蔽作用增强,排斥力降低;渗透流率的变化可以改变截留率的大小,但对荷电密度几乎没有影响,因此不会改变截留率随浓度变化的趋势,荷电密度对溶液浓度有较强的依赖关系;在研究的盐浓度范围内,DK膜膜孔并没有出现增大的现象,因此溶液截留率的变化和膜孔径无明显关系。