基于FBG传感的正渗透膜界面剪切力变化特性

针对正渗透(FO)过程中膜面剪切力的分布式测量问题,基于光纤光栅(FBG)传感技术提出一种膜面剪切力的实时测量方法。研究了不同入口流速对剪切力分布、水通量和反向盐通量的影响,并对膜面的水力学特性进行分析。结果表明,FBG技术能够较好地给出FO膜组件表面流速的变化状况。膜面各位置的剪切力均呈现周期性的变化,在FO膜表面切向方向上,剪切力呈现空间分布的不均匀变化,直接导致了渗透通量的变化。增大入口流速能有效地改善膜面各位置的冲刷作用,但采用较大的入口流速才能使膜面距离入口较远位置的剪切力得到明显的提高。膜组件两侧剪切力的同步增加有利于提高膜通量,但单纯增加剪切力并不能更好地减缓浓差极化而提高水通量。     

正渗透净水过程中三醋酸纤维素膜表面特性研究

以浓缩天然水作为模型污染物,研究了正渗透(FO)系统错流过滤水中有机物时,不同温度和错流速度下膜通量的变化;通过对被污染的膜进行接触角和红外光谱分析,考察污染物在FO膜的沉积规律以及对膜表面特性造成的影响。结果表明,温度越高以及错流速度越小,膜污染越强,膜通量下降越大。膜上污染物以亲水性物质为主,膜污染物降低了膜的接触角。污染物在波数为1 408 cm-1和871 cm-1处有强特征峰,说明天然水中氨基酸是膜可能的主要污染物。     

正渗透膜生物反应器膜过滤特性研究

以氯化钠为驱动溶质,采用正渗透膜生物反应器处理模拟生活污水,系统地考察了各因素对正渗透膜过滤性能的影响。结果表明,随着驱动液浓度增加,水通量和反向盐通量也随之增加;正渗透膜活性层朝向驱动液时(AL-DS)的水通量和反向盐通量较活性层朝向原料液(AL-FS)时大;水通量和反向盐通量与错流速率正相关,在错流速率较低时增加不明显;随着活性污泥浓度增加,水通量呈下降趋势,而反向盐通量呈上升趋势。     

正渗透膜材料的研究进展

正渗透技术因其低能耗、耐污染等优势受到国际和国内众多学者的关注,尤其近几年来,取得了迅速发展。本文对正渗透过程中的影响因素以及浓差极化现象作了简要分析,结果表明,内浓差极化是影响正渗透技术效率低下的重要因素,而制备适当的膜材料是有效改善内浓差极化的关键技术。回顾了正渗透分离技术在国内外的发展历程,通过不懈的探索和研发,先后成功制备得到不同材料和结构的正渗透膜。重点讲述膜材料在正渗透领域所取得的最新研究进展,最后指出众多正渗透膜材料由于条件限制难以推广应用,希望在未来的研究过程中突破这项技术难题,缩短科研理论与实际应用之间的差距,在膜材料的实际应用方面取得创新性成果。     

正渗透膜有机污染的实验研究

选择海藻酸钠、牛血清白蛋白和单宁酸作特征污染物,研究了错流过滤的正渗透膜系统处理水中有机物时,通量的变化和污染物在正渗透膜沉积的关系,在没有有机物的空白实验中,初始的水通量为8.42 L/(m2·h),所有的通量都除以初始通量来进行标准化。结果表明,不同污染物对通量的影响差别很大,海藻酸钠的加入极大地影响了通量的变化,然而牛血清白蛋白和单宁酸对通量的影响非常轻微。实验还通过扫描式电子显微镜和傅立叶红外光谱仪对污染后的正渗透膜进行了表征,在膜表面发现了大量的海藻酸钠,说明其引起的膜污染很严重,相比之下,牛血清白蛋白和单宁酸的污染却很不明显。同时对污染后的正渗透膜进行了洗脱,测量了洗脱液的总有机碳(TOC),结果相同。     

界面聚合中空纤维正渗透膜的制备和表征

以聚砜为原料,通过浸没沉淀法制备中空纤维基膜,然后采用界面聚合法制备出中空纤维正渗透膜。考察了制膜参数、基膜结构和FO性能三者之间的关系。结果表明基膜的厚度为影响FO性能的主要因素之一。基膜的厚度越厚,FO过程中渗透效率越低。制得PSF中空纤维正渗透膜的厚度为0.129 mm,断裂拉伸力为2.48 N,FO通量为10.3 L·m-2·h-1,逆向盐扩散性能为0.15 g·L-1。     

基于响应曲面法的正渗透膜制备配方优化试验

用响应曲面法研究了制备正渗透膜的不同原材料配比对正渗透膜性能的影响,回归模型分析表明聚砜、聚乙烯吡咯烷酮、甲基吡咯烷酮、间苯二胺、均苯三甲酰氯5种影响因子对正渗透膜的渗透性能均有显著影响(P<0.05);优化配方为聚砜12.1 g、聚乙烯吡咯烷酮4 g、甲基吡咯烷酮70 g、间苯二胺质量分数为2％、均苯三甲酰氯质量分数为0.13％.用此配方制备的正渗透膜的水通量为7.58 L·m-2·h-1、反向溶质通量为5.85 g·m-2·h-1、特殊反向溶质通量为0.77 g·L-1;模型的模拟预测值与实验测试值基本吻合.     

高性能醋酸纤维素正渗透膜的研制

本文以醋酸纤维素(CA)为膜材料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮作为溶剂体系,聚乙二醇400(PEG400)作为添加剂,聚酯筛网作为支撑层,利用相转化方法制备醋酸纤维素正渗透膜。论文系统研究了CA的含量、DMF与丙酮的比例、添加剂的含量、支撑层的目数以及凝固浴温度对膜性能的影响,结果表明,当CA的质量分数为16%、DMF:丙酮的体积比为1:0.6、PEG400的质量分数为4%、作为支撑层的筛网目数为120mol/L、凝固浴的温度为60℃时,所制备正渗透膜的性能最佳;利用1mol/L NaCl作为驱动液,去离子水作为原料液,在1h的测试时间里,所制备膜的纯水通量可达到15 L/(m2·h)以上,反向盐通量控制在7.5g/(m2·h)以下。     

界面聚合中空纤维正渗透膜的制备和表征

以聚砜为原料,通过浸没沉淀法制备中空纤维基膜,然后采用界面聚合法制备出中空纤维正渗透膜。考察了制膜参数、基膜结构和FO性能三者之间的关系。结果表明基膜的厚度为影响FO性能的主要因素之一。基膜的厚度越厚,FO过程中渗透效率越低。制得PSF中空纤维正渗透膜的厚度为0.129 mm,断裂拉伸力为2.48 N,FO通量为10.3 L·m^-2·h^-1,逆向盐扩散性能为0.15 g·L^-1。     

正渗透膜特征参数测试方法研究进展

纯水渗透系数、溶质渗透系数和结构参数是评价正渗透膜性能的三个关键特征参数,其通常采用实验测试和理论模型相结合的方法测得,但不同方法测得特征参数间的差异会影响其对正渗透膜性能的准确评价和膜结构与性能间关系的建立。针对上述问题,本文在归纳和总结近年来国内外相关研究的基础上,详细分析了正渗透膜特征参数测试方法和理论模型的特点及发展现状,比较了反渗透-正渗透法和正渗透法的优缺点和局限性。基于溶解扩散模型和浓差极化理论所建立的反渗透-正渗透法和正渗透法,其模型简单、便于计算,但其假设具有局限性,影响了方法的实施和结果的准确性。优化理论模型可提高正渗透膜特征参数测定的准确性,但新模型的稳定性和适用范围仍需验证。     

正渗透技术在海水淡化中的应用

论述了正渗透技术的工作原理及其在海水淡化应用过程中的技术特点和主要问题,指出了正渗透膜材料和汲取液是未来研究的重点,并对正渗透技术未来的发展前景进行了展望。     

正渗透膜污染影响因素的研究与分析

以海藻酸钠（ALG）为典型有机污染物,采用TFC FO膜,以水通量下降率和污染阻力作为膜污染的评价指标,探究了正渗透（FO）过程中的膜摆向（FO模式和PRO模式）、原料液（FS）和驱动液（DS）的浓度、原料液中Ca²⁺浓度和pH对FO膜污染的影响规律,并提出适宜的膜清洗方案。结果表明,在PRO模式下,膜污染阻力为3.38×10¹¹m^-1,而在FO模式下仅为3.88×10¹⁰m^-1,表明FO模式污染轻;FS或者DS浓度的增大均会导致污染阻力增大,使得污染更加严重;当FS中不含Ca²⁺和含Ca²⁺浓度分别为1mmol/L和2mmol/L时,相较于初始通量,其通量降低率分别15.40%、18.49%和24.93%,当Ca²⁺浓度从1mmol/L增大到2mmol/L过程中,膜污染阻力增大1.6倍;当FS的pH为4.2、7.0和10.7时,水通量降低率依次增加,分别为14.56%、14.82%和18.78%。分别采用去离子水、pH为3.0的HCl溶液、pH为11.8的NaOH溶液以及十二烷基硫酸钠（SDS,pH=11.0）溶液对膜进行清洗,得到SDS溶液清洗效果较好,通量恢复率可达90.70%。     

正渗透膜过程中临界通量的影响因素

临界通量是膜过程中一种重要的污染特性指标.采用阶梯汲取液浓度递增法测定不同污染物、架桥离子浓度及膜面流速对正渗透(FO)膜过程临界通量的影响.结果表明,海藻酸钠(SA)、腐殖酸(HA)及二氧化硅(SiO2)污染时FO膜临界通量值分别为29.32,46.35和32.17 L/(m2·h);随 Ca2+浓度由0 mmol/...     

Feasibility of using polycarbonate as a substrate of thin film composite membrane in forward osmosis

In the present study, thin film composite (TFC) forward osmosis (FO) membranes with polycarbonate (PC (and polyether sulfone (PES) as substrates were fabricated to investigate the impact of the structural parameters of substrate on the performance of the membranes. Firstly, the substrates were prepared by Loeb-Sourirajan method. Characterization techniques including FESEM, contact angle measurement, pure water flux, gas permeability test, and tensile test were applied to investigate the properties of the substrates. After preparing suitable substrates, active layers were fabricated via interfacial polymerization (IP) technique. The performance and characterization test showed that PC is a relatively hydrophilic polymer with a good property for using as a substrate of FO TFC membrane but as the result of gas permeability test show, this membrane has large surface pore size in comparison with PES membrane. Mean pore size of PC and PES membrane is 378 and 139 nm, respectively. Also, the results show that the effective surface porosity of PC (285, 1/m) is more than PES (213, 1/m) substrate.     

三乙酸纤维素正渗透膜的制备与性能

以三乙酸纤维素（CTA）为膜材料,1,4-二氧六环、丙酮为溶剂,甲醇、乳酸为添加剂,采用相转换法制备了三乙酸纤维素正渗透膜。研究了不同1,4-二氧六环/丙酮配比、添加剂乳酸含量、挥发时间、膜厚度、热处理温度条件下正渗透膜性能的变化规律。研究表明,当采用纯水为原料液,0.56mol/L CaCl2为汲取液时,优化制备的CTA正渗透膜的水通量达到14.10L/(m2?h),溶质反扩散量为0.031mol/(m2?h);采用0.1mol/L NaCl为原料液,4mol/L葡萄糖为汲取液时,优化制备的CTA正渗透膜的水通量保持在5L/(m2?h)以上,对NaCl的截留率大于99%。CTA正渗透膜相比于HTI膜,具有较高的亲水性、水通量、截留率,稳定性更好。