浸没式膜生物反应器膜污染研究现状

简要分析了浸没式膜生物反应器(SMBR)中膜污染的机理.在文献和现场考察的基础上,对膜材料、混合液特性、操作参数与条件、膜的清洗与再生等几个主要方面的研究现状进行了分析和综述,指出目前研究的不足在于缺乏反应器结构优化及反应器内流场优化方面的研究.     

催化无机膜反应器简介

介绍了选择性穿透膜的分类、传递分子的机理及催化无机膜反应器的特点－－包括反应与分离的结合，不同反应的耦合等。     

氧泵型催化膜反应器中甲烷氧化偶联反应(Ⅰ)——氧泵型催化膜的制备及其反应性能

本文采用1％Sr/La_2O_3-Ag-YSZ氧泵型催化膜反应器进行了甲烷氧化偶联反应研究。比较了不同制备方法的催化膜的反应性能,结果发现浸涂法(Ag-YSZ管随旋转轴转动涂制)制备的膜性能最佳。研究了操作条件对甲烷氧化偶联反应的影响。研究证明,传递氧与气相氧同时进料是一种较好的反应方式。结果表明,利用该反应器不仅可以简化分离过程,而且还可得到更高的C_2烃选择性。     

流化床膜反应器的应用研究进展

流化床膜反应器中所采用的膜主要有2类,一类为钯(及其合金)膜,另外一类为透氧膜.介绍了近十几年来流化床膜反应器的新型应用研究,主要集中在反应器概念设计、膜及其透过性能、以及流化床流体特性.提出未来有必要对流化床膜反应器中化学反应与膜分离过程的耦合这一关键科学问题进行深入的研究,揭示膜对流化床流体力学特性的影响和流化床对膜透过性能的影响机理,以及这两个过程的耦合机制.     

氧泵型催化膜反应器中甲烷氧化偶联反应(Ⅰ)——氧泵型催化膜的制备及其反应性能

本文采用1％Sr/La_2O_3-Ag-YSZ氧泵型催化膜反应器进行了甲烷氧化偶联反应研究。比较了不同制备方法的催化膜的反应性能,结果发现浸涂法(Ag-YSZ管随旋转轴转动涂制)制备的膜性能最佳。研究了操作条件对甲烷氧化偶联反应的影响。研究证明,传递氧与气相氧同时进料是一种较好的反应方式。结果表明,利用该反应器不仅可以简化分离过程,而且还可得到更高的C_2烃选择性。     

连续乙氧基化反应技术的研究

利用连续管式反应器 ,对以KOH为催化剂的十二醇液相乙氧基化反应进行了动力学研究 ,获得了动力学模型d [EO] /dt =k [EO] [cat]和速度常数k =exp (2 2 14 -82 810 /RT) ,并用带夹套的静态混合器作为乙氧基化反应的放大反应器。对其特性进行了研究 :反应器的压降在操作范围内小于 0 1MPa ;物料在反应器中的停留时间分布试验表明 ,物料在反应器内的流动为理想活塞流 ;传热特性的研究结果证明其效率至少比空管高 4倍。同时以苯酚为起始剂进行了放大试验。 3 6MPa的反应压力使液化的环氧乙烷与起始剂反应 ,很好地解决了反应过程中物料的混合与反应热的传递问题     

圆盘反应器流场数值模拟

以圆盘反应器的开发和应用为背景,根据反应器内气液两相的流动特点和接触方式,采用流体体积函数(VOF)模型研究圆盘表面液膜厚度、速度分布和槽内液相流型,得到反应器的流场特性。从轴功率、持液量两方面对反应器性能进行研究,并考察了流场和性能的关系。结果表明,圆盘表面液膜分为起始区、加速区和匀速区。起始区液膜厚,速度慢,部分液体回流;加速区液膜变薄,加速,表面更新快;匀速区膜厚和速度变化较小。液相主体以Stewartson流型为主,盘间距对液相流型影响明显。圆盘液膜与槽内液相通过"垂直涡"进行物质传递,当圆盘间距与圆盘直径之比(L/D)为0.2~0.4时,最有利于两者混合和物质传递。将数值模拟和量纲分析结合,得到功率数(NP)和平均膜厚表达式,并与文献进行比较,表明计算流体力学(CFD)方法能够较好的模拟圆盘反应器内流体力学特性,预测流场和性能。     

膜反应过程及其工程问题

从膜的传递过程及反应过程的特点、膜的材质和结构、膜反应器和工程问题等方面介绍了当前膜反应技术的进展。     

膜反应器的理论分析

以化学反应工程的观点,对一级可逆反应的膜反应器进行了理论分析。建立了反应速率和分离速率偶合的联立动力学方程求解方法,得出关于膜反应器的几个基本结论。1.膜反应器能促进反应效果必须具备下列条件:(1)膜的选择性 S_m 要远大于反应平衡常数 K_o 的倒数S_,》K_c~(-1)(2)正反应的速率常数 k 比反应物 R 的分离速率常数 k_R 要大一些。2.膜反应器的理想最大转化率 X_mX_m=1/[1+(S_mK_c)~(-1)]3.当无因次参数 m 为7.9时,膜反应器的相对转化率η为99%,且应该在 m≥7.9附近进行操作。4.膜反应器的各种参数与促进反应效果的最适宜的操作条件有关。通过分析,确定了膜反应器的总转化率有某一个理想的最大值,可得到理想的最大转化率、膜的选择性和平衡常数之间的关系。在设计条件和操作条件下,这种关系对于所研究的膜反应器是有效的。     

钯膜反应器柴油重整制氢模拟与验证

为了研究钯膜反应器柴油重整制氢工艺的反应规律,对其进行热力学和动力学建模,并通过实验验证模型的准确性。采用顺序模块法将钯膜反应器分为连续的子反应器和子分离器,模拟钯膜反应器的反应分离耦合过程,通过灵敏度分析,研究钯膜反应器中各反应因素等对氢气收率的影响规律。结果表明,钯膜反应器较无膜反应器可突破热力学平衡的限制,减小反应体积,在低温下可获得较高的氢气产率。在一定条件下模拟结果与实验值误差为8.9%,证明该仿真模型可对实验研究起到预测和指导作用。     

ACHEMA 2022: Membranes and Membrane Processes

Numerous companies working in the field of membrane development, membrane production, and membrane separation engineering were present at ACHEMA 2022. Compared to the last ACHEMA in 2018, there were fewer attending companies and only few new topics since development has been blocked partially by the pandemic situation and the subsequent restrictions of this years. Nevertheless, some new developments have been identified concerning process design as well as ceramic and polymeric systems.     

微孔无机膜反应器研究

主要介绍了无机膜在化学反应中的应用－－膜反应器研究，对膜反应器的特点、类型、应用、影响因素以及与其它反应器的比较进行了评述，并对其应用前景进行了展望。     

纳滤膜的制备及应用技术研究进展

概述了近２０ 年纳滤膜的制备及应用研究状况。由于纳滤膜在低压下对分子量数百的分子和二价及高价离子具有较高的渗透性和分离性能,使其在工业生产的物料分离、分级、浓缩和回收等方面得到日益广泛的应用,对其制备方法的研究也得到各研究部门的重视。作者主要讨论了纳滤膜的４种制备方法———转化法、共混法、复合法和荷电化法的制备原理和制备要点,讨论了纳滤膜在食品、生化、制药、染料、石化等工业部门及在工业污水和生活污水处理上的应用原理和实例,可以看出,纳滤膜在工业生产的分离和污水处理领域有着广阔的应用前景。     

国外膜催化剂的研究与应用

对当前国外膜催化技术(包括膜催化剂和膜反应器)的研究和应用作了全面的评述。着重考察了无机膜(各种金属膜和合金膜、陶瓷膜、各种氧化物膜、玻璃膜以及复合膜等)的催化作用,分加氢、脱氢、共轭反应、氧化还原、C_1-化学中的膜催化等进行了综述。分析了苏联、日本和美国等国家发展膜催化技术的作法,对我国开展膜催化研究提出了建议。     

渗透模式影响纳米涂层修饰陶瓷微滤膜分离性能的研究

研究了膜分离技术处理含油废水存在因油滴变形引起的膜堵塞问题。为减少膜污染,使用在市场上销售氧化铝微滤膜孔道表面制备纳米ZrO2涂层,利用纳米涂层改变微滤膜的表面亲水憎油性,具有良好的效果。考虑其工业应用条件,重点研究了循环模式（模拟大量废水处理）和浓缩模式（模拟少量废水处理）对膜渗透通量的影响。结果表明：循环模式下料液的油浓度为恒定的,纳米涂层能有效提高微滤膜的渗透通量。膜面流速的增加在一定程度上能提高膜渗透通量,但超过一定程度后,增加不明显。当膜面流速为7m／s时,修饰陶瓷膜的最大渗透通量为280L／（m^2·h）,油截留率为96．4％。在浓缩模式下,料液的油浓度随渗透液的排出呈指数性增加,随着油浓度的增加,渗透通量持续衰减,油截留率持续上升。当油浓度达到一定程度后,修饰陶瓷微滤膜不能有效地实现稳定含油废水的油水分离。     

MFI型沸石膜的渗透分离性能及应用

综述了ＭＦＩ型沸石分子筛的渗透分离性能，探讨了其可能的分离机理，并介绍了包括膜分离与经在内的前沿进展。     

Impacts of Aging and Chemical Cleaning on the Properties and Performance of Ultrafiltration Membranes in Potable Water Treatment

The impacts of aging and chemical cleaning on the properties and performance of ultrafiltration membranes in potable water treatment were investigated using membrane samples from a full-scale water filtration plant. A range of analytical tools were employed to characterize various membrane attributes, encompassing flux, tensile strength, morphology, surface resident functional groups, and both organic and inorganic foulants. The results of laboratory experiments that simulated chemical cleaning sequences were consistent with those observed in the full-scale water filtration plant, in terms of their effects on the properties of the membranes. It was revealed that aging played a significant role in the deterioration of the tensile strength of the membrane media, as well as the degradation of the intensity of surface resident functional groups, which led to the accumulation of foulants. While cleaning with hypochlorite resulted in a decrease of membrane tensile strength, identical cleaning with citric acid had no such effect. The degradation of membrane tensile strength may be correlated to a decrease in the intensities of functional groups as measured by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). These results suggest that the concentration of hypochlorite and the cleaning duration should both be minimized to reduce their negative impacts on membrane properties.     

Preparation and properties of PVDF-fabric composite membrane for membrane distillation

The flat sheet PVDF-fabric composite membrane used for membrane distillation was prepared by coating and wet phase inversion process. The composite membrane consisted of a PVDF porous membrane layer and a fabric layer. The thin polyester filament woven fabric with water-and-oil repellent finish was used as the support of composite membrane. The effects of fabric texture, PVDF concentration in casting solution and functional finishing of fabric on the preparation and properties of the composite membrane were investigated. The experimental results showed that fabric texture, PVDF concentration and functional finishing of fabric had great influence on the preparation and properties of the composite membrane. When the PVDF concentration in casting solution was 10-12% and the support fabric, with 435 warps/10 cm and 273 wefts/10 cm and the area weight of 79 g/m², was finished with 2 g/L water-and-oil repellent agent FK-501, the prepared composite membrane exhibited better performance in tensile strength, peeling strength and water vapor permeability, with mean pore size of 0.63 μm and overall porosity of 57.6%.     

膜生物反应器处理生活污水中膜污染的研究

研究了一体式膜生物反应器膜污染的分类与阻力分布及膜污染的形成与控制。在操作压力0．020MPa，曝气量0．5m^3/h，MLSS稳定在6000mg／L左右的条件下，根据达西方程得出膜阻力分布：膜总阻力11．63×10^8m^-1、膜固有阻力1．69×10^8m^-1、污泥沉积层阻力6．35×10^8m^-1、浓差极化阻力1．8×10m^-1：采用临界压力0．020MPa恒压操作方式，低压恒流可以减缓膜污染的形成，但膜通量比较低，采用次临界恒通量12L／m^2·h的操作方法，可较为有效地控制膜污染的增长；通过对抽、停间歇操作对可逆污染的控制的研究确定了较理想操作方法，即抽吸时间13min和停抽时间2min；针对不可逆污染，探索了在线药洗的去除效果，用1％的NaClO浸泡2h，通量恢复效果较好。     

Degumming of crude soybean oil by ultrafiltration using polymeric membranes

In this study, the ability of two ultrafiltration polymeric membranes to perform the degumming of a crude soybean oil/hexane mixture is tested. The performance of both membranes is defined in terms of their permeation flux, permeate color, and rejection of phospholipids. One of the membranes was synthesized in our laboratories from polyvinylidenefluoride (PVDF); the other one is a commercially available membrane made of polyimide. The degumming experiments were done in a stirred dead-end ultrafiltration cell pressurized with N₂. Results show that tested membranes are suitable for removing phospholipids from the crude oil/hexane miscella in the range of temperature and transmembrane pressure utilized in this work. Both membranes have high selectivity regarding phospholipids and produce a moderate reduction in permeate color. The PVDF membrane gives permeate fluxes up to threefold larger than those obtained with polyimide membrane at the same operational conditions, making the former more suitable for use at industrial scale.