动态膜制备过程的理论分析及实验验证

基于大量实验结果,对动态膜的制备过程进行了深入分析,考虑到制膜时膜孔堵塞因素,提出了更切合实际的动态膜形成过程数学模型,并对该模型进行了实验验证.以1 250目和6 000目的高岭土为动态膜材料,分别在不同的流量、压力和涂膜液浓度下进行涂膜实验,结果表明:当系统常数k0分别取2和10时,实验值与计算值在非稳态和稳态情况下均比较接近.与计算值不同的是,实验中膜通量进入稳态后仍随时间持续下降.     

错流过滤系统中动态膜形成过程的数学模型

通过对错流过滤系统中悬浮颗粒的受力分析,建立动态膜涂膜过程数学模型,可计算整个过程中的膜通量和膜厚度.颗粒大小、流量和跨膜压差等参数决定了达到稳定状态后的动态膜的膜厚和膜通量,而达到平衡状态所需的时间则与跨膜压力、主体溶液的颗粒浓度和粒径等参数有关.     

陶瓷膜浓缩Iota卡拉胶的初步研究

采用Al2O3/ZrO2陶瓷膜浓缩Iota卡拉胶,考察了进料液初始浓度、操作压力、膜面流速和运行温度等因素对膜通量、卡拉胶浓缩倍数、膜总过滤阻力的影响.结果表明陶瓷膜浓缩卡拉胶的速度受到进料液浓度等的影响.当初始质量分数为1％时,获得的最佳操作参数是:操作压力为0.2 MPa,错流速度为4.8 m/s,运行温度为70℃.在此过程中最大膜通量为81.3L/(m2·h),运行时间为105 min,可以将卡拉胶溶液浓缩3倍.该结果说明陶瓷膜可以有效地浓缩Iota卡拉胶.     

外环流气升陶瓷膜精制盐水研究

采用气升式陶瓷膜过滤工艺进行盐水精制,研究了曝气量、跨膜压差和料液固含量对膜通量的影响,并计算了过滤阻力及表观能耗.实验结果表明,跨膜压差为60 kPa,曝气量从200 L/h增加到500 L/h时,膜通量从200 L/(m2.h)增加到360 L/(m2.h),提高了80%;进一步提高曝气量,膜通量的增幅不大.曝气量为500 L/h时,膜通量随跨膜压差的增大而线性增加.曝气条件下,固含量在0~25 g/L范围内,随着固含量增大,膜通量略有下降,降幅小于10%.计算结果表明,曝气过程能够有效降低膜过滤阻力,基本消除浓差极化的影响;与错流过滤相比,通过气液两相流对膜过程的强化作用,气升过程能使表观能耗显著降低.     

以天然水为原料液的正渗透过程中CTA膜表面污染物脱附研究

选择浓缩天然水作为原料液,研究了错流过滤的正渗透膜系统处理水中有机物时,不同实验温度和错流速度下膜通量的变化;通过对被污染的膜进行洗脱,得到洗脱液,并对洗脱液进行了分析,得到污染物在正渗透膜的沉积规律.结果表明,温度对通量和膜污染影响很大,温度越高膜污染越强,膜通量下降越大;错流速度对通量和膜污染也有明显的影响,错流速度越小膜污染越严重,膜通量下降越大.膜上的污染物主要以蛋白质和氨基酸为主,该类物质主要在发射波长320～360 nm、激发波长210～230 nm的荧光区域有响应.污染物的分子量主要分布在630 000和800左右两个区段.正渗透过程中CTA膜对天然有机物中的腐殖质有很强的抗污能力.     

高性能碟式陶瓷膜在油水乳液分离中的研究

为解决膜分离技术处理油水乳液所遇到的膜污染问题,本文选择碟式陶瓷膜,采用动态过滤方式,研究了跨膜压差、膜转速和进料液温度对处理油水乳液的渗透通量和截留率的影响.结果表明:使用平均孔径为100 nm的碟式陶瓷膜处理油质量浓度为1 000 mg/L的油水乳化液,当进料液温度为30℃、膜旋转速度为365 r/min、跨膜压差...     

硅橡胶-聚砜中空纤维复合膜的制备及性能研究

主要讨论硅橡胶 -聚砜中空纤维复合膜的制备工艺 ,并对所制备的膜组件进行透气性能研究 .考察了涂膜液浓度、涂膜压力对膜组件性能的影响 ,发现过高的涂膜压力不利于组件富氧空气通量的提高 .     

硅藻土错流动态膜工艺处理淮河原水的运行特性

采用硅藻土错流动态膜过程直接处理淮河原水,考察商品硅藻土在不同投加量、不同附加剂配合条件下动态膜的成膜效果、出水浊度和膜通量变化.研究结果表明,采用商品硅藻土和聚合氯化铝附加剂动态膜成膜较好;继续在动态膜过滤过程中不断加入0.25 mg/L聚合氯化铝,出水浊度可以稳定在0.25 NTU或以下.错流可以适当延缓硅藻土动态膜通量衰减.     

高岭土/水合MnO2复合预涂动态膜的制备

为制备出抗污染预涂动态膜,本研究以高岭土和水合MnO2溶胶为涂膜材料,在陶瓷膜管外表面涂制双层复合预涂动态膜,通过对比分析考察该动态膜对乳化油废水的处理效果,并讨论水合MnO2主要制备条件和工艺操作条件对乳化油分离性能的影响,结果表明:制备的复合预涂动态膜具有内层疏松,外层密实的结构,处理乳化油废水表现出极强的分离性能;碱性条件下用0.3 g/L的KMnO4溶液合成水合MnO2可制备出分离性能更佳的复合预涂动态膜;负压抽吸增加跨膜压差、提高搅拌速度以及在285～308 K温度范围内增加温度都可使膜通量增加,但对截留性能的影响不大.     

气提有机管式膜工艺精制卤水研究

采用气提有机管式膜过滤工艺进行卤水精制,研究了曝气量、膜面流速、跨膜压差、背压、反洗强度对膜通量的影响,并计算了过滤阻力及系统能耗.实验结果表明随着系统曝气量、跨膜压差、背压的增大,膜通量增加,而膜面流速对膜通量影响较小,反洗周期定为15min.计算结果表明,与错流过滤工艺相比,该工艺利用气液两相流的不稳定性能有效降低膜过滤阻力,并显著降低能耗.     

疏水陶瓷膜脱除油中水分的研究

对采用平均孔径50nm、表面疏水的陶瓷膜脱除油中水分的过程进行了研究,考察了跨膜压差、膜面流速、原料液水含量对膜渗透通量及水截留率的影响.结果表明,采用疏水陶瓷膜脱除异辛烷中水分可得到较好的分离效果;增大跨膜压差或减小原料液水含量可以增加膜稳定通量,而随着膜面流速的增加,膜稳定通量先升后降.实验得出适宜的操作参数为跨膜压差0.1MPa、膜面流速1.67m/s,获得的水截留率均在98%以上.基于所用陶瓷膜稳定的亲油疏水表面,渗透侧水含量在不同的操作条件下变化很小.     

陶瓷膜过滤微米级颗粒悬浮液操作条件的影响

测定不同操作条件下陶瓷膜过滤微米级颗粒悬浮液的渗透能量数据,并与决定膜污染柚是的ｄｐ／ｄｍ的结合进行分析,确定了操作条件对微炫有颗粒悬浮液微滤过程的影响,获得了陶瓷膜微滤微米级颗粒悬浮液过程中操作条件方法。为促进陶瓷膜在涉及微米级颗粒悬浮液分离领域中的应用尊定基础。     

陶瓷微滤膜强化过程的工艺条件研究

以钛白粉水洗液为处理对象,利用湍流促进器对陶瓷膜微滤过程进行强化研究,考察了膜孔径、过滤方式以及操作条件（错流速度、过滤压差、温度、浓度）对强化过程的影响,确定了合适的膜孔径和过滤操作参数     

煤基多孔炭膜去除压载水中微藻的研究

针对船舶压载水转移所引起的外来生物入侵问题, 开发了以廉价煤为原料经挤压成型、炭化等工艺制备出煤基管状多孔炭膜。分别采用扫描电镜和气体泡压技术对煤基炭膜的微观形貌和孔结构特性进行表征, 并详细考察了压载水处理过程中微藻种类、跨膜压差、错流速率以及微藻密度对处理效果的影响。实验结果表明, 煤基炭膜表面光滑, 孔隙结构发达, 孔径均一, 这非常有利于处理压载水中微藻。压载水中微藻尺寸越大, 膜的稳定通量越小; 增大跨膜压差, 膜的稳定通量增幅变缓, 尤其对含有小球藻和叉鞭金藻的模拟压载水, 因其尺寸与炭膜平均孔径相近, 容易受压变形进入膜孔形成膜内污染, 变缓程度更为明显; 增大错流流速可增大膜表面剪切力, 减少微藻在膜表面堆积, 提高炭膜的稳定通量; 提高藻液密度, 加重膜表面污染, 降低膜的稳定通量。经炭膜处理后, 渗透液中均未检出微藻的存在, 显示出煤基多孔炭膜在船舶压载水处理领域具有潜在的应用前景。     

管式陶瓷膜十字流微滤过程强化研究

对管式陶瓷膜十字流微滤过程中的流体流动方式和原位再生膜的方式与周期进行了优化研究。结果表明，外旋流方式和压气反吹的原位再生方法相结合能够使管式陶瓷膜十字流微滤过程得到较大程度的强化，即微滤过程中的浓差极化和膜污染得到有效控制；在较高频率的压气反吹情况下，该微滤过程的过滤通量能在较长时间内保持不下降。研究结果为管式陶瓷膜十字流微滤的高效膜器结构与工艺设计提供了依据。     

陶瓷微滤膜精制菜籽油的工艺研究

针对植物油精制过程，以陶瓷微滤膜对油与粘土的分离进行了研究．比较了陶瓷膜微滤、粘土吸附以及吸附一微滤过程对植物油处理的效果，重点通过对膜孔径、粘土用量、操作压力、错流速度、温度等条件的试验，考察粘土吸附-陶瓷膜微滤对植物油的分离精制效果，为开发包括吸附-微滤集成过程的植物油精制新技术提供依据.     

镍/陶瓷复合膜的制备及表征

采用镍盐浸渍-液相化学还原法对氧化铝支撑体进行镍活化,再采用化学镀制备得到镍/陶瓷复合膜.采用XRD,SEM-EDS及气体渗透等方法表征镍/陶瓷复合膜的表面微结构、形貌及分离性能.结果表明:采用镍活化-化学镀过程可成功制备厚度较均匀的镍/陶瓷复合膜,在渗透压差0.08 MPa、室温的条件下,H2/N2分离因子为3.8.     

无机陶瓷膜在纳米TiO2材料分离工艺中的应用研究

在湿化学法纳米TiO2规模生产中,为除去由原料偏钛酸中带来的SO42-,应用无机陶瓷膜装置对偏钛酸浆料进行洗涤、过滤并同时浓缩,研究了操作压差、错流速度、浓度、洗涤方式对膜渗透通量、用水量的影响。经优化确定最佳工艺条件为:操作压差0.2MPa,错流速度4 m/s,逐级洗涤方式。关键的是控制操作压差,平时注重装置的定期清洗和保养保持膜面湿润。实践证明,无机陶瓷膜装置应用于湿化学法纳米材料的制备,具有分离效率高、效果好、操作方便、节约用水的特点。     

陶瓷膜在制备超纯超细粉体中的应用

为把陶瓷膜错流过滤技术应用于超纯度的琢-Al2O3超细粉体制备当中,通过实验选择了合适孔径的陶瓷膜,考察了操作压力、膜面流速、温度、浆料浓度等工艺参数的影响,确定了膜的再生方式。结果表明:采用孔径0.2滋m的ZrO2膜对琢-Al2O3粉体的中间体进行洗涤,温度为70℃,过膜压差为0.1MPa,膜面流速为5m.s-1,浆料浓度由8%浓缩到16%间断加水清洗,在加入助洗剂的条件下,过滤效果最好,超细粉体能完全回收,且提纯后制备的粉体琢-Al2O3的纯度能达到99.95%。