光催化-膜分离耦合技术的水处理应用研究进展

介绍光催化-膜分离耦合工艺,它是在传统光催化技术中粉末催化剂难分离回收和废水处理后水质不够理想的基础上进行研发的。总结了不同构型的光催化膜反应器的特点及其存在的局限性,并简述了新型光催化膜反应器工艺运行时需考虑的因素。分析表明悬浮型光催化膜反应器的光催化效率明显高于负载型光催化膜反应器;针对悬浮式光催化膜反应器面临的由压力驱动引起的高能量输入和膜污染问题,指出光催化与渗透气化或膜蒸馏联用工艺所具有的独特优势。认为光催化/膜分离耦合工艺在水处理领域具有重要前景,今后研究应集中在高活性光催化剂的开发、高抗氧化性和耐污染的膜制备及光催化膜反应器结构的优化上。     

光催化膜反应器在污废水处理中的应用研究进展

传统光催化氧化技术在催化剂应用形式方面存在诸多不可克服的制约因素,将光催化氧化技术与膜分离技术进行耦合可从不同角度较好解决此类难题;目前的光催化膜反应器主要有悬浮型、负载型和内嵌型光催化膜反应器3种;在全面论述各类光催化膜反应器的工艺特性的基础之上,针对当前光催化耦合分离膜在合理选择膜类型和膜孔径方面存在理论不足的现状,首次提出耦合分离膜在膜类型和膜孔径选择过程中所要遵循的理论原则、依据和一套可操作性极强的选择程序。     

一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器

耦合光催化氧化和有机膜分离技术,设计了一种新型一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器;并通过利用颗粒状TiO2对酸性红B废水的降解实验,研究了反应器的基本性能。结果表明:一体式反应器中的膜组件可有效地分离TiO2,使其在反应器中循环使用。反应区曝气量是TiO2发生沉积的主要影响因素,且反应区曝气量以3.6m3/h为宜,而脱色率随TiO2质量浓度的增加呈现为先增加其后保持不变的变化趋势,最佳TiO2质量浓度为2g/L。膜组件底部的曝气装置可大大减轻膜污染,但并不对TiO2的沉积产生影响。一体式反应器可实现长期、稳定地运行。     

光催化膜反应器用于亚甲基蓝的降解

研究了催化剂颗粒粒径对降解速率的影响,并将光催化反应和膜分离技术相结合,开发了光催化膜反应器。利用该反应器对亚甲基蓝进行降解的结果表明,亚甲基蓝可被很快地降解,而悬浮在反应液里的催化剂颗粒同时可被有效地分离回收并连续地在反应器里使用。     

耦合分离膜对悬浮型光催化纳滤膜反应器耦合工艺特性的影响研究

以阿特拉津(atrazine)模拟废水作为处理对象,采用3种不同种类和性质的纳滤膜与悬浮型光催化氧化过程进行耦合构成悬浮型光催化纳滤膜反应器的废水耦合处理工艺,比较耦合纳滤分离膜的种类和性质对光催化膜反应器处理atrazine模拟废水耦合工艺特性的影响.实验得出,由于对目标污染底物及主要光催化降解中间产物出色的选择性分离截留效果,将TS-60与光催化膜反应器进行耦合处理目标废水的处理效果最佳.     

二氧化钛光催化膜分离耦合技术在水处理中的应用

通过水热法制备纳米二氧化钛,采用相转换法制备TiO_2/PVDF膜,将该复合膜用于光催化膜反应器中,以1 g/L牛血清蛋白(BSA)溶液模拟天然大分子废水,以截留率和膜通量为参数,采用无光截留-光催化降解交替运行方式研究其光催化性能与膜分离性能。结果表明,添加纳米二氧化钛能增大PVDF膜的亲水性,二氧化钛质量分数为3%的TiO_2/PVDF膜亲水性最好,对BSA的截留率达到93%;采用交替运行方式,无光时膜表面截留大量的BSA分子,膜通量减小,衰减率达到85%~90%,加光通纯水一段时间后,由于纳米二氧化钛光催化降解膜表面的BSA大分子,膜通量逐渐恢复,恢复率均达到86%;连续交替运行后,周期逐渐缩短,恢复率趋于稳定。说明TiO_2/PVDF膜用于光催化膜反应器中,将光催化技术与膜分离技术耦合,显著地恢复了膜通量,增加膜的使用寿命,同时避免了催化剂流失。     

CdS-PVDF/PSF光催化膜的制备及其刚果红降解性能研究

光催化-膜分离耦合工艺是目前水处理研究新热点之一。光催化技术和膜分离技术的耦合既能解决光催化技术中光催化剂回收难的问题,又能解决或者缓解制约膜分离工艺发展的膜污染问题。采用相转化法将聚砜(PSF)、聚偏氟乙烯(PVDF)与硫化镉(CdS)纳米球共混制备出光催化膜。以刚果红为模拟污染物,考察Cd S-PVDF/PSF光催化膜的膜通量和其在可见光照射下对刚果红的降解情况。测试发现,负载CdS可提高PVDF/PSF的膜通量并使其通量衰减得到有效缓解;CdS-PVDF/PSF光催化膜在出水口对刚果红的截留率随着时间增加变化不大,在120分钟时截留率仍能达到93.0%,显著大于PVDF/PSF膜的82.7%。CdS-PVDF/PSF光催化膜对储液罐中刚果红的降解率在120min时达到76.2%,也显著大于PVDF/PSF膜的41.5%。实验结果表明,CdS-PVDF/PSF光催化膜在降解有机污染物方面具有较好应用前景。     

膜生物反应器的研究与展望

膜生物反应器(MBR)是一项膜分离技术与生物反应器相结合的新型污水处理技术，具有广阔的发展前景。介绍了近年来MBR在难降解有机废水处理、污水脱氮除磷等领域的研究成果；论述了膜的性质和活性污泥混合液的性质以及膜分离操作条件等对膜污染防治的影响；指出了MBR进一步研究的领域：膜污染的机理和防治，与其他处理工艺的结合和改进，特殊废水的处理研究，设计规范和操作参数的确定，数学模式的研究等。     

MBR在水处理中的应用研究

介绍了膜生物反应器在难降解有机废水处理、污水脱氮除磷等领域的研究成果，论述了膜和料液的性质以及膜分离操作条件等对膜污染防治的影响，并对膜生物反应器的发展前景进行了展望。     

悬浮型光催化纳滤膜反应器处理H酸溶液工艺中操作压力变化的机理研究：实验部分

首次通过系列黑暗条件下的膜分离空白试验对悬浮型光催化纳滤膜反应器中耦合分离膜操作压力的变化机理进行研究。为了从根本上揭示悬浮型光催化纳滤膜反应器中引起耦合分离膜操作压力规律性变化以及不同初始操作压力条件下导致变化规律明显差异性的根本原因,分别进行三组黑暗条件下的膜分离对比试验,考察不同膜分离过程中膜分离操作压力的变化规律、变化幅度和变化速度。结果表明,在不同的初始操作压力条件下,由于待分离的污染物种类、性质、组分和浓度的差异导致纳滤膜分离操作压力的变化规律存在根本性变化。     

渗透汽化分离乙酸的研究进展

渗透汽化作为一种新型的膜分离技术应用于乙酸的分离,可以优先透水或乙酸。特别是应用在发酵法制备乙酸等低酸含量溶液的分离中,可以优先透酸制备高纯度的乙酸,具有显著的优势。本文综述了渗透汽化技术在分离纯化乙酸中所涉及的膜材料、耦合工艺及其应用现状,并展望了其发展趋势。     

正渗透-膜蒸馏耦合工艺在高难度废水处理中的应用研究进展

正渗透-膜蒸馏（FO-MD）耦合工艺作为一种新型膜分离工艺技术,具有工艺设备简单、处理效率高、无二次污染等特点,包含两个高截留率的膜过程,可实现废水的双阻隔处理,从而提高对有机物、油类物质、表面活性剂等污染物的去除率,在高难度废水处理方面具有良好的应用前景。本文综合分析了FO-MD耦合技术的工作原理及工艺特点,指出该工艺未来的研究方向是通过高性能膜材料的开发及处理过程的优化来提高工艺的处理效率并节约处理成本。重点介绍了FO-MD耦合工艺处理高浓度有机废水、高浓度氨氮废水和含油高盐废水等高难度废水的最新进展,探讨了FO-MD耦合工艺亟待研究和解决的问题,总结出FO-MD耦合工艺几个未来发展的方向,为该工艺技术的进一步发展提供参考。     

膜技术与过程耦合

过程耦合是应用技术领域研究的热点之一,膜及膜分离技术的开发促进了过程耦合技术发展.介绍了几类基于膜的过程耦合技术,如膜萃取、膜蒸馏、渗透蒸发及亲和膜过程等.指出今后研究工作的重点是开发适应各具体过程的膜材料及膜组件,进行共性研究,完善膜耦合过程的机理与模型,研究设备匹配及相关的流体力学和反应动力学等.     

结晶分离技术新进展

概述了结晶分离理论和模拟优化的发展,综述了冷却剂直接接触冷却结晶、反应结晶、蒸馏-结晶耦合、氧化还原-结晶液膜、萃取结晶、磁处理结晶等结晶分离方法.合理设计结晶器及结晶工艺是实现结晶分离工业化的可靠保证,对降膜结晶装置、Bremband结晶工艺和板式结晶器进行评价.指出今后需深入进行新型结晶分离装置与工艺、工艺的工业化、结晶过程传热传质机理方面的研究.     

絮凝-超滤耦合技术在生活污水处理中的应用研究

采用絮凝与超滤耦合技术处理生活污水，考察了压差、膜面流速和温度对不同体系稳定通量的影响;并在此基础上，探讨耦合条件对COD的去除效果，分析膜的污染机理，提出有效的膜清洗方法.研究表明：在膜分离过程中引入絮凝处理，能显著提高处理效果;不可逆污染阻力Rf在总阻力中占主要地位;FeCl3＋壳聚糖＋超滤这一耦合工艺在3m/s流速和0.2MPa下操作可得到较好的稳定通量和COD去除率.     

化工分离技术的发展

主要介绍了膜分离技术、超临界萃取技术、新型吸附技术、微波萃取、耦合分离技术的原理、现状及发展趋势。     

双膜组件及耦合工艺的研究与应用进展

气体膜分离技术受到工业化膜材料性能的限制，往往不能同时达到生产过程对选择性和渗透性的要求。双膜组件是将两种气体渗透性能不同甚至相反的膜材料集成到一个组件中，可以很好地弥补膜材料自身选择性差以及渗透速率低的缺陷。首先介绍了双膜组件的研究进展，回顾了双膜组件从产生到发展几个主要研究团队的贡献。随后，介绍了双膜组件强化传质和分离的特点，展示了双膜组件降低膜两侧浓差极化的基本原理，分析了流动形式对组件分离效率的影响。接着借助实例对基于双膜组件的双膜+吸收、双膜+反应和双膜+冷凝+精馏的3种耦合流程工艺进行了详细阐述。最后对双膜组件的研究和工业应用进行了展望，指出通过与其他分离方法进行耦合双膜组件在石油化工、天然气工业等领域已经显现出一定的潜力和独特的优越性，提出双膜组件的研究还处于发展阶段，需要加强膜组件分离序列及操作条件方面的实验研究。     

膜富集-高强UV/SO32-体系高效降解PFOS的研究

工业废水中全氟辛烷磺酸(PFOS)浓度低,直接应用化学法降解能耗较高。采用膜分离与UV/SO3^2-光降解的组合工艺对其进行处理,研究了此组合技术的处理效果,并考察了影响降解率的因素。结果表明,反渗透膜可有效富集PFOS溶液,高强UV/SO3^2-体系可高效降解该富集溶液。提高溶液初始pH、SO3^2-浓度、紫外光强,均有利于PFOS降解率的提高,而PFOS初始浓度的提高会降低其降解率。     

新型膜分离技术的研究进展

膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术,在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点,在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。     

绿色化学推动分离工程技术的进步——绿色分离工程

绿色化学作为一门从源头上根除污染的化学,已备受世人关注,对绿色化学与技术的研究方兴未艾。作者系统介绍了绿色化学的定义、特征及其任务,并在其基础上提出绿色分离工程的概念,同时详细介绍了膜分离技术、超临界萃取技术、新型吸附技术、反应-分离耦合技术等绿色分离技术的发展。