纳滤分离提取谷氨酰胺过程的研究

对发酵液中的谷氨酰胺提取进行了采用纳滤膜分离技术的尝试，并对谷氨酰胺和谷氨酸混合溶液的纳滤分离进行了理论分析。研究了不同pH条件下发酵液中谷氨酰胺和谷氨酸在纳滤过程中的透过特性，并考察了纳滤过程中氨基酸的透过特性随压力和浓度的变化。结果表明：当发酵液pH=7，谷氨酰胺浓度为1％时，纳滤膜分离谷氨酰胺的提取总收率可达到65％以上。     

纳滤膜对浓海水中溴离子的截留影响研究

采用国产纳滤膜N40、N70对海水淡化浓海水中溴离子的截留行为进行研究,考察不同的运行通量、回收率、温度、运行方式对纳滤分离过程中溴离子透过率的影响。结果显示：纳滤膜对离子的截留顺序为 SO₄^2->Mg²⁺>Ca²⁺>F^->Cl^->Br^-;N70 纳滤膜对溴离子具有高的透过率,N40 纳滤膜对溴离子无截留作用,但其对浓海水的软化作用和脱盐效果较 N70差。溴离子透过率随运行通量增加先降低后趋缓,而水回收率对溴离子截留的影响较小;溴离子透过率随温度升高而增加,且恒通量运行时相比恒压力运行条件下透过率增加更为明显;恒通量运行且温度为35 °C 时,N70 纳滤膜对溴离子的透过率为 95.3%。     

高浓度含盐草甘膦溶液的纳滤分离实验研究

为了考察纳滤技术分离含高浓度单价盐的草甘膦溶液的可行性,采用商业化Desal-DK纳滤膜对含有高浓度NaCl的草甘膦溶液开展了分离实验研究和模拟计算。首先研究了物料浓度、跨膜压差等因素对NaCl和草甘膦的单组分溶液的体积通量及截留率的影响,并通过拟合SK（Spiegler-Kedem）方程计算得到了膜的特征参数;其次探究了Desal-DK纳滤膜对高浓度NaCl和不同浓度草甘膦混合溶液的分离效果,实验结果说明Desal-DK纳滤膜对NaCl呈现较高的透过性,而对草甘膦则呈现较高的截留性,从而能够有效实现草甘膦和NaCl的分离;最后通过对含有100 g/L NaCl和1 g/L草甘膦的混合溶液进行预浓缩-连续恒容渗滤过程的模拟计算,得到了较高浓度的草甘膦溶液和相对较纯的NaCl溶液,证明通过纳滤渗滤过程实现含草甘膦浓盐水的资源化利用是可行的。     

高浓度含盐草甘膦溶液的纳滤分离实验研究

为了考察纳滤技术分离含高浓度单价盐的草甘膦溶液的可行性,采用商业化Desal-DK纳滤膜对含有高浓度NaCl的草甘膦溶液开展了分离实验研究和模拟计算。首先研究了物料浓度、跨膜压差等因素对NaCl和草甘膦的单组分溶液的体积通量及截留率的影响,并通过拟合SK(Spiegler-Kedem)方程计算得到了膜的特征参数;其次探究了Desal-DK纳滤膜对高浓度NaCl和不同浓度草甘膦混合溶液的分离效果,实验结果说明Desal-DK纳滤膜对NaCl呈现较高的透过性,而对草甘膦则呈现较高的截留性,从而能够有效实现草甘膦和NaCl的分离;最后通过对含有100 g/L NaCl和1 g/L草甘膦的混合溶液进行预浓缩-连续恒容渗滤过程的模拟计算,得到了较高浓度的草甘膦溶液和相对较纯的NaCl溶液,证明通过纳滤渗滤过程实现含草甘膦浓盐水的资源化利用是可行的。     

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.     

邻苯二甲酸氢钾对纳滤膜和反渗透膜分离影响

利用自主搭建的基于平板膜的纳滤-反渗透实验系统,参照一种实际煤化工分盐流程的废水配制实验样本,测定了不同废水离子含量下,纳滤膜和反渗透膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率以及废水中添加邻苯二甲酸氢钾对纳滤膜和反渗透膜截留Cl~-和SO_4~(2-)效果的影响。结果表明,当SO_4~(2-)的质量浓度小于4 g/L时,在废水中添加邻苯二甲酸氢钾不影响纳滤膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率。当SO_4~(2-)的质量浓度大于4 g/L时,废水中添加邻苯二甲酸氢钾提高了纳滤膜对Cl~-和SO_4~(2-)的截留率,但导致纳滤膜的分盐效果变差。废水中添加邻苯二甲酸氢钾对反渗透膜截留Cl~-和SO_4~(2-)没有影响,反渗透膜的分盐效果也不变。研究可为采用膜法分盐的技术处理工业废水提供理论分析和数据支持。     

无机盐水溶液体系的纳滤膜分离实验研究

选择了NF45和SU200两种纳滤膜对1－1型（KC1、NaCl、LiCl)、2－1型MgCl2)、1－2型（K2SO4）及2－2型（MgSO4)等6种无机盐水溶液体系进行分离实验；考察了纳滤膜分离性能随操作压力、料液浓度及电解质种类等因素的变化所受到的影响。实验结果表明，纳滤膜对盐的截留率随操作压力的增加而增大，并趋向于定值（即膜的最大截留率，又称为膜的反射系数）；纳滤膜对盐的截留率随电解质种类的不同而改变，随盐浓度的增大而下降，但当盐浓度很高时，截留率趋向于一定值，该值并不等于0，说明与纳滤膜的孔径相比，不可忽视电解质离子大小的影响。     

纳滤法高浓盐水精制及传质性能

采用多元件串联4吋纳滤膜装置对典型高浓度盐水进行脱硝精制研究,考察了膜支数、操作压力、进水流量对离子截留率、产水流量(回收率)、能耗及结垢趋势的影响,同时获得各因素对水分子及离子在纳滤膜两侧传质速率影响规律。结果表明:纳滤可有效去除高浓度盐水中SO_4~(2-),截留率接近100%,Ca~(2+)截留率30%~50%,Na~+、Cl~-截留率小于10%,产水中SO_4~(2-)浓度接近0,SO_4~(2-)与Cl~-分离效果明显;产水最低能耗2 kWh/m~3,由于原水中Ca~(2+)含量较高,浓水侧CaSO_4结垢趋势明显,阻垢剂等防垢措施在应用过程中十分必要。所选择纳滤膜具有较高的水通量,回收率可达60%。实验结果为纳滤在高浓度盐水去除SO_4~(2-)领域的工业应用奠定了基础。     

低压条件下双甘膦NaCl混合溶液的纳滤分离性能研究

选择纳滤膜NF270对双甘膦和NaCl自配混合溶液进行分离试验研究和理论分析.探讨了pH、操作压力、氯化钠浓度、双甘膦浓度对纳滤膜分离性能的影响.结果表明,由于纳滤膜NF270截留分子量小于双甘膦分子量,孔径筛分效应成为双甘膦截留率的决定性因素,截留率均稳定在97％左右.电荷效应对NaCl截留率与膜通量有着显著的影响,在pH为6.2,压力为0.7 MPa时NaCl截留率达到最低值4.5％,而高浓度氯化钠不利于分离,高浓度双甘膦却有助于二者的分离.结论认为运用NF270在适宜的操作条件下可实现双甘膦和氯化钠的最大分离.     

对纳滤膜分离净化湿法磷酸溶液影响因素的研究

选择NP010和NP030两种纳滤膜对含MgSO_4、Fe_2(SO_4)_3、Al_2(SO_4)_3的磷酸溶液进行分离净化试验,考察了盐含量、操作压力、料液温度等对纳滤膜分离性能的影响。结果表明:随盐含量的增大,纳滤膜的通量减小,其对盐的截留率亦下降;随操作压力的增大,纳滤膜的通量增大,截留率也随之增大,但在压力较高时,截留率增大趋势不明显;料液温度上升,纳滤膜的通量上升,截留率下降;在不同盐含量、操作压力、料液温度的条件下,两种纳滤膜对P_2O_5的截留率均在5%以内。     

New polymeric membrane nanofiltration for succinate recovery: a comparative study

Bio-based succinic acid recovery from fermentation broth has remained a challenge in the separation industry due the presence of by-products with similar physicochemical properties. In this work, the selective separation of succinate from succinate model solutions and the actual fermentation broth were investigated using newly fabricated polyimide P84 (PI) nanofiltration (NF) membrane and compared with three types of commercial pressure filtration membranes namely NF1, NF2 and NF270. Results show that PI membrane demonstrated comparable inorganic salt rejections performance as the commercial NF membranes of 86% and 99% for NaCl and Na₂SO₄, respectively. However PI shows much lower surface roughness, beneficial in reducing the fouling effect. PI also demonstrated equivalent performance for succinate permeation flux and retention at high concentration as the commercial membranes. PI exhibited high succinate retention (95%) in actual fermentation broth, equivalent to the commercial membranes (92–99%) and also higher selectivity factor (SF) < 0.14 compared to the NF1 membrane, SF < 0.19. Thus the PI membrane could give better succinate recovery against other carboxylates in the fermentation broth than the commercial membranes.     

利用纳滤膜分离精制饱和卤水的研究

针对饱和卤水直接制碱过程需要去除硫酸根、钙离子、镁离子（SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺）等杂质离子的问题,探索了利用纳滤膜分离精制饱和卤水新工艺。通过考察NF270、DL2540、ESNA1 3种类型纳滤膜的透过通量和离子截留率,确定了选用DL2540为实验用膜;分析了DL2540纳滤膜对离子的截留性能和对盐田饱和卤水的分离性能及其对饱和卤水精制的效果。结果表明,增加同离子浓度、降低压力有利于不同价态阳离子、阴离子间的分离,DL2540纳滤膜对盐田饱和卤水中SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别达到95%以上、30%~50%、30%~70%,对Na⁺、Cl^-截留率均低于15%,进一步证明DL2540纳滤膜具有较好的稳定性和二价离子截留效果,在饱和卤水精制上展示出较好的应用前景。     

糖-盐水溶液的纳滤膜分离特性

根据 NF- 45纳滤膜对糖和氯化钠的截留特性 ,选择其开展糖和盐单组分和混合体系的分离实验研究 ,考察了纳滤膜分离性能随着操作压力、循环流量及料液浓度的变化影响 ,讨论了葡萄糖 -氯化钠、蔗糖 -氯化钠混合体系中糖和盐的相互影响作用 ,运用 NF- 45纳滤膜在适宜的操作条件下 (如操作压力、料液浓度 )可实现糖和盐的较好分离     

纳滤膜脱盐性能及其在海水软化中应用的研究

选择了ESNA1型纳滤膜对NaCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4等4种无机单盐水溶液体系进行分离实验;考察操作压力和料液浓度等的变化对纳滤膜分离性能的影响及纳滤膜脱盐的稳定性,得到一些纳滤膜脱盐的规律;并对ESNA1膜在人工海水和海水软化脱盐中的应用作了初步探索.无机盐体系脱盐实验结果显示:随操作压力升高和料液浓度增大,ESNA1膜对4种盐溶液中的离子的截留率分别增大和减小,操作压力和料液浓度的变化对一价盐溶液的截留率影响较大,对二价盐溶液的截留率影响较小.人工海水和海水软化脱盐试验结果显示:ESNA1纳滤膜在实验过程中稳定性好,在较低的操作压力下膜通量也较高,且ESNA1纳滤膜对Ca2 、Mg2 、SO42-离子的截留率均＞90%,初步判断此种纳滤膜可用于海水软化预处理.     

Preparation and separation properties of polyamide nanofiltration membrane

Utilizing an interfacial polymerization technique for the preparation of a polymeric composite nanofiltration membrane, both high permeation flux of water and high salt rejection can be achieved. Synthesis conditions, such as concentration of monomer, reaction time, and swelling agent, significantly affected the separation performance of composite membranes. The composite polyamide membrane had a permeation rate of ～2–5 gallon/ft²/day (gfd) and a salt rejection rate of ～94–99% when 2000 ppm aqueous salt solution was fed at 200 psi and 25°C. Also, a higher performance nanofiltration membrane could be prepared by suitably swelling the support matrix in the period of polymerization. The results of various feed concentrations showed that permeate flux decreased with increasing salt concentration in the feed solution. This result may be due to concentration polarization on the surface of polyamide membranes. The separation performance of polyamide membranes showed an almost independent relationship with operation pressure until it was up to 200 psi. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 83: 1112–1118, 2002     

双组分无机电解质溶液的纳滤膜分离性能

纳滤膜是20世纪90年代问世的新型分离膜,具有两个显著特点：一是其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,约为2002000;另一是纳滤膜的表面分离层由聚电解质构成,一般带有负电荷,因此对无机电解质有一定的截留率．     

Purification and concentration of gluconic acid from an integrated fermentation and membrane process using response surface optimized conditions

A response surface method was used to optimize the purification and concentration of gluconic acid from fermentation broth using an integrated membrane system. Gluconobacter oxydans was used for the bioconversion of the glucose in sugarcane juice to gluconic acid (concentration 45 g·L^-1) with a yield of 0.9 g·g^-1. The optimum operating conditions, such as trans-membrane pressure (TMP), pH, cross-flow rate (CFR) and initial gluconic acid concentration, were determined using response surface methodology. Five different types of polyamide nanofiltration membranes were screened and the best performing one was then used for downstream purification of gluconic acid in a flat sheet cross-flow membrane module. Under the optimum conditions (TMP=12 bar and CFR=400 L·h^-1), this membrane retained more than 85% of the unconverted glucose from the fermentation broth and had a gluconic acid permeation rate of 88% with a flux of 161 L·m^-2·h^-1. Using response surface methods to optimize this green nanofiltration process is an effective way of controlling the production of gluconic acid so that an efficient separation with high flux is obtained.     

石墨烯量子点纳滤膜的仿生修饰及稳定性研究

亲水修饰是提高纳滤膜抗污染性能的重要方法。采用氯化胆碱（ChC）对石墨烯量子点（GQDs-TMC）纳滤膜进行后处理仿生修饰,模拟细胞膜上磷酰胆碱的两性离子抗污染表面。红外光谱（FTIR）和表面元素分析（EDS）表明ChC以共价键结合在纳滤膜分离层上。提高反应温度和氯化胆碱溶液浓度,可以增加纳滤膜的仿生修饰程度。ChC的季铵基团与GQDs-TMC纳滤膜分离层羧基基团形成两性离子结构,提高了仿生修饰（GQDs/ChC-TMC）纳滤膜的亲水性,降低了表面电势,提高了对染料分子和二价盐离子的截留率,并且显著增强了抗污染性能。经过酸、碱和氧化剂溶液浸泡处理及高温纳滤膜分离实验,GQDs/ChC-TMC纳滤膜的渗透率和截留率均未发生较大改变,表明仿生纳滤膜具有优异的化学稳定性和耐热稳定性。     

四种纳滤膜对高盐废水分盐效果分析

为了使煤化工零排放高盐废水分盐产出高质量NaCl和Na_2SO_4结晶盐,提高废水处理过程的分盐效率,以宁东某煤化工零排放高盐废水的水质情况模拟配制了无机盐溶液,选取了膜1、膜2、膜3和膜4等4种商用纳滤膜,探讨了其对模拟高盐废水中的常规离子(Mg~(2+)、 Ca~(2+)、 Na~+、 K~+、 SO_4~(2-)、 Cl~-、 NO_3~-)的截留率,并考察了4种纳滤膜的水通量和分盐效果。结果表明,4种膜对阳离子的截留率从高到低依次为Ca~(2+)> Mg~(2+)> K~+> Na~+;对SO_4~(2-)的截留率为95%~99%,对Cl~-和NO_3~-截留率为负值;4种纳滤膜产水侧ρ(Cl~-)/ρ(SO_4~(2-))值由大到小依次为膜1>膜4>膜2>膜3,纳滤膜1表现出更好的无机盐离子截留率和分盐效果。