降低腈纶溶剂NaSCN系统含杂的研究

针对超滤技术在腈纶溶剂二步法硫氰酸钠系统应用中存在的问题开展试验研究,主要考察了不同类型超滤膜(内、外压膜差异以及膜丝固定形式差异)的投用效果、产料反冲洗及进料方式对膜运行周期的影响等。通过试验可知:投用超滤膜对二步法料液中水不溶物有一定的去除效果;采用新型超滤膜(膜丝一端固定),其过滤周期是传统两端固定超滤膜的2.5倍;内压式超滤膜不适用于处理二步法硫氰酸钠料液;增加产料反冲洗能显著提高过滤时间、过滤总流量。经过优化,基本解决了存在的膜通量无法恢复、过滤时间短、通量衰减过快等问题,为产业化改造提供依据。     

真空膜蒸馏法分离乙醇溶液的研究

采用聚偏氟乙烯复合中空纤维膜制作膜组件,制备小型实验装置用来分离从低浓度到高浓度的乙醇溶液,研究探讨了进料温度、料液流速、料液浓度、真空度对膜通量和分离因子的影响.进料温度升高时,膜通量及分离因子均增大.冷侧真空度的增加,通量呈线性增长,但分离因子减小.料液流速对膜通量和分离因子的影响温和.结果表明,真空膜蒸馏适用于浓...     

新型气隙式膜蒸馏组件盐水浓缩的试验研究

利用新型气隙式膜蒸馏组件对氯化钠溶液进行膜蒸馏试验研究。考察了进料温度、流速、浓度对膜通量、造水比和截留率的影响。结果表明,膜通量和造水比随着进料温度T3升高而增大,随着进料浓度的增加而减小;料液流量增加时膜通量增大,造水比降低;试验过程中截留率基本保持不变,稳定在99.8%以上。当料液浓度为3.0%,进料温度T1为30.0℃,T3为95.0℃、流量为7.0 L/h时,膜通量为4.1 L/(m2·h),造水比为7.0,截留率可达99.8%,经过60 d浓缩试验后,膜通量、造水比和截留率均保持稳定。     

陶瓷膜在高浊度给水处理中的试验研究

为了应对给水厂可能存在的高浊度水源风险,研究了陶瓷膜通量的变化规律,以及陶瓷膜过滤对原水浊度、颗粒数的去除效果。结果表明,膜通量基本随膜孔径增大呈上升趋势,过滤初期膜通量下降很快,运行10 min后逐渐稳定。当水源浊度为12 NTU时,4种孔径的膜通量较大,约为500～600L.m-.2h-1;当水源浊度升高为50～500NTU时,4种孔径的膜通量会变小,约为300～400 L.m-.2h-1。陶瓷膜的出水浊度随膜孔径的增大变化不明显,当水源浊度为12～500 NTU时,4种孔径陶瓷膜的出水浊度相近,约为0.1 NTU。>2μm的膜出水颗粒以2～5μm为主,约占总颗粒数的80%。当水源浊度为500 NTU时,5、10 nm孔径膜出水颗粒数变化不大,>2μm颗粒数约为30～80 CNT.mL-1,50、100 nm孔径膜出水>2μm颗粒数分别为215、346 CNT.mL-1。     

间歇流体对PVC超滤膜污染控制研究

采用PVC中空纤维超滤膜实验处理腐殖酸模拟污水,在膜组件料液进口处放置间歇流体控制器改变间歇频率。结果表明:当间歇周期内运行和停止时间为9 s时,膜比通量最大可达0.85,约为稳定流进料的1.3倍。扫描电镜结果显示,经间歇流处理后的膜表面沾有少量颗粒,而经过稳定流处理后的膜表面则形成了致密滤饼层。流体力学计算(CFD)模拟结果表明,与膜入口处相比间歇流进料剪切力的下降率为33.3%,而稳定流进料剪切力下降率则为50%。     

亲水化改性PVDF超滤膜的抗污染特性研究

以不同通量的自制亲水化纳米SiO2改性PVDF超滤膜(PS)和聚乙烯醇改性PVDF超滤膜(PA),对城市污水二级出水(EfOM)和牛血清蛋白(BSA)水溶液进行了过滤试验,通过对比未添加改性剂的PVDF超滤膜,考察通量衰减率、膜污染阻力构成、通量恢复率等指标,分析水质与膜材料间的相互关系对超滤膜抗污染能力的影响.结果表明,在BSA料液中,3种通量下,低通量的膜抗污染能力好于高通量膜.20 min内PA膜表现出最低的膜通量衰减,而P膜在过滤初期通量就急剧下降.在EfOM料液中,各通量下,P膜通量衰减严重且产生了不可逆的堵孔阻力,亲水化改性后膜通量衰减率降低,稳态通量高,膜污染阻力主要来自于浓差极化和滤饼层阻力,其中PS膜通量下降率最低,而PA膜清洗后通量易恢复.     

往复旋转管式陶瓷膜超滤脱脂奶水溶液的研究

往复旋转管式陶瓷膜过滤系统通过膜组件往复旋转在膜表面反复产生高剪切率,达到减缓膜污染的效果。在相同操作条件下,与单向旋转过滤和死端过滤相比较,往复旋转过滤具有更好的减缓膜污染的作用。本实验利用往复旋转膜过滤装置超滤脱脂奶水溶液,考察了各种参数对该膜系统过滤特性的影响。实验结果表明,料液浓度增大,膜通量减小;过高的操作压差将会抑制膜通量增加;旋转速度增大,膜表面剪切强化作用增强,膜通量相应增大;膜稳态通量随往复旋转周期增大呈现先增大后减小的趋势。当料液速度达到膜组件转速时,瞬时反方向旋转膜组件,膜表面产生最大的剪切率,膜稳态通量也达到最大值。能耗分析表明,往复旋转过滤较单向旋转过滤单位通量能耗低。     

陶瓷膜构型对错流微滤酵母悬浮液性能的影响

采用3种构型的陶瓷微滤膜元件对酵母悬浮液进行错流过滤实验,考察陶瓷膜元件的构型对于其错流过滤性能的影响。结果表明:减小陶瓷膜元件的通道直径可以提高料液在膜表面的剪切力,有助于提高过滤稳定通量和临界压力,在3 m/s膜面流速、0.1 MPa跨膜压差条件下,单管、19通道、55通道的稳定通量分别为96、128、196 L/(m2.h);在3 m/s膜面流速条件下,3种陶瓷膜元件的临界压力分别约为0.15、0.2、0.2 MPa。另外,减小通道直径还可以减小滤饼层的比阻,有利于降低过滤阻力;与提高膜面流速来增大过滤通量的方法相比,减小陶瓷膜的通道直径具有能耗较小的优点。     

太阳能气隙式膜蒸馏脱盐实验研究

将太阳能加热器与气隙式膜蒸馏耦合,以质量分数3%的NaCl水溶液作为测试料液,进行太阳能气隙式膜蒸馏脱盐实验,研究热料液进口温度和流量、冷料液进口温度以及不同天气条件等对膜蒸馏产水通量和电导率的影响。结果表明,随着热料液进口温度和流量的增加,产水通量显著增大;而冷料液温度的升高则会使产水通量下降。不同天气条件下膜蒸馏产水通量差异较大,光照条件较好的晴天通量较高,阴天产水较少。当太阳能的集热面积为1.85 m~2、有效膜面积为1 m~2、进料体积流量为150 L/h时,该系统的最大产水通量为2.7 L/(m~2·h),日产水总量最大可达11.7 kg,产水电导率稳定在5~15μS/cm,脱盐率达到99.99%。实验结果对解决我国偏远岛礁的饮水问题具有一定的参考意义。     

陶瓷膜在甘氨酸精制中的应用研究

采用陶瓷膜分离技术去除工业级甘氨酸中的微量悬浮杂质 ,以得到高纯度的食品、医药级甘氨酸产品。实验主要考察了操作压力、膜面流速、操作温度、活性炭浓度等操作条件对膜渗透通量的影响 ,确定了合适的操作条件。操作压力为0 .1 8MPa,膜面流速为 5m/ s,在活性炭浓度 <4%的情况下 ,膜的渗透通量为 1 1 0 0L/ (m2 .h) ,渗透清液浊度小于 0 .55NTU,产品纯度达到 99.99%。     

多效膜蒸馏技术分离尿素水溶液的研究

应用新型多效膜蒸馏技术,对尿素水溶液体系进行分离试验研究。用正交试验方法对操作条件进行优化设计,结果表明,在试验范围内,当膜侧进口温度90℃,料液流量30 L/h,料液初始质量分数0.5%,膜通量最大;当膜侧进口温度90℃,料液流量10 L/h,料液初始质量分数0.5%,造水比最大;膜通量随膜侧进口温度升高而增加,膜通量随进料流量增大而增加,造水比反之。     

热回收式板框膜蒸馏组件的制备及性能研究

制备了一种新型的热回收式板框膜蒸馏组件,该组件主要由疏水性平板微孔膜和中空纤维换热丝构成,并对其负压辅助气隙式膜蒸馏过程进行了研究。重点考察了进料液温度、进料液流量和透过侧真空度等操作参数对膜组件膜通量、造水比及脱盐率等性能的影响。实验结果表明,膜通量随着进料液温度、进料液流量及真空度的升高而增大;造水比随进料温度和真空度的升高而增大,但随进料流量的加大而减小。在进料液温度为95℃、进料液流量为70 L/h、真空度为0.05 MPa时,膜通量和造水比最高可达33.0 kg/(m~2·h)和2.050,而脱盐率始终在99.98%以上,与传统膜蒸馏相比,造水比提高1倍以上,表现出了高通量下较好的热回收效果。     

平板陶瓷膜的渗透性能实验研究

无机陶瓷膜的渗透性能对于膜的研究有重要的意义。为了解在不考虑膜孔堵塞及滤液颗粒粒径大小的情况下陶瓷膜通量随时间的变化规律,通过选用含有部分杂质的家用自来水进行过滤试验,得出通量的基本变化趋势。通过对实验数据进行拟合,建立膜参数和滤液确定时通量随时间变化规律的函数式。利用其他多组实验数据对函数式进行验证分析,证明了拟合的函数式具有通用性,可以在实际应用中预测陶瓷膜通量随时间的变化趋势,为膜的反清洗方案提供理论支持。     

CA和CTA膜分离MeOH/MTBE混合物渗透汽化性能研究

分别研究了甲醇(MeOH)和甲基叔丁基醚(MTBE)纯纽分在二醋酸纤维素(CA)和三醋酸纤维素(CTA)膜内的吸着性能、扩散系数及渗透通量.结果表明,活度在0.2～1.0范围内,MeOH在CA和CTA膜内的平衡吸着质量分数分别为0.018～0.172和0.032～0.175,远大于MTBE,而组分在2种膜中的溶解度无明显差别,2种组分在CTA膜中的扩散系数和渗透通量均大于CA膜.考察了进料温度在25℃、32℃和40℃下,料液中MeOH质量分数为5%～35%时,MeOH/MTBE混合物在CA膜中的渗透通量和分离系数,结果表明,随着进料温度和料液中MeOH浓度的升高,通量增加,分离系数减小.     

Sn-silicalite-2分子筛膜的制备及其渗透汽化性能研究

采用二次生长法在多孔α-Al_2O_3支撑体表面制备Sn-silicalite-2分子筛膜。通过XRD和FT-IR分析证明Sn原子进入MEL分子筛骨架,通过扫描电镜(SEM)表征膜结构。考察了Sn含量、进料温度和进料质量分数对渗透汽化性能的影响。结果表明,合成液中Sn/Si摩尔比为0. 03时,Sn-silicalite-2分子筛膜具有最高的有机物选择性,并且随着进料温度的升高和进料质量分数的降低,渗透通量和分离因子均增大。在料液温度为70℃、进料质量分数为5%的条件下,合成液中Sn/Si摩尔比为0. 03的Sn-silicalite-2分子筛膜分离乙醇/水、乙酸/水和DMF/水溶液的渗透通量分别为1. 28、1. 13、0. 99 kg/(m~2·h),分离因子分别为6. 3、12. 7和5. 6。     

超滤膜处理洗毛废水中的Dean涡流效应

根据Dean涡流原理,采用螺旋形中空纤维超滤膜处理洗毛废水。考察了透膜压力、料液温度、料液流速、料液浓度、螺旋形膜的螺距和螺径对膜通量的影响。实验结果表明,Dean涡流对洗毛废水超滤过程有显著的改善作用,在同等条件下,螺旋形膜的膜通量比直形膜的膜通量高1倍以上。螺旋形膜处理洗毛废水较好条件为透膜压力80 kPa,料液流速0.65 m/s,料液温度50℃,料液浓度4.6×104mg/L,螺距10.0 mm,螺径27.3 mm。该条件下,螺旋形膜的膜通量可达85.0 L/(m2.h)。     

聚偏氟乙烯微滤膜性能及结构

研究了亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的结构、过滤性能、亲水性和清水反冲洗效果。膜结构由SEM照片和泡点-流速法测定的膜孔径分布表征,通过过滤双蒸水和BSA缓冲液来表征膜的通量、过滤衰减和清洗恢复性能,并对BSA液过滤前后膜结构进行了对比分析,膜亲水性由水接触角表征。试验结果表明,膜孔径分布范围在0.22～0.27μm之间;初始静态水接触角为61.5°,水滴在80 s内渗入膜中;膜初始水通量为1 651.0 L.m-2.h-1,过滤浓度1 g.L-1pH=7.0的BSA液时膜通量随着过滤时间的延长而不断减小,最后达到一稳定的平衡通量229.3 L.m-2.h-1;平均过滤阻力构成分别为:Rp占70.0%,Rm占19.5%,Ri占7.3%,Re占3.1%;污染膜可通过清水反冲洗来恢复,4次循环后膜通量可恢复至1 008.9 L.m-2.h-1,膜通量恢复率达到61.1%。     

水头差对厌氧动态膜生物反应器动态膜形成影响

以无纺布为粗孔过滤基材构建厌氧动态膜生物反应器(AnDMBR),通过分析成膜时间、出水通量、过滤阻力、压缩性、胞外聚合物(EPS)含量和粒径分布(PSD),研究了水头差(2、5、8 cm)对动态膜(DM)形成和过滤阻力增加的影响。结果表明,随着水头差的增加,动态膜的形成时间缩短,过滤阻力提高;基于成膜时间和出水通量考虑,实验的适宜水头差为5 cm,出水浊度在45 min后降低至2 NTU以下,稳定通量为42 L/(m^2·h)。小颗粒和EPS的积累是造成过滤阻力增加的主要原因。     

吸收膜蒸馏淡化海水研究

针对吸收膜蒸馏(OD)系统的进料液和吸收液的温度非常接近甚至相同,其传质过程无相变热损失,有可能实现能耗较低的膜蒸馏过程这一设想,尝试开展OD法海水淡化研究。以葡萄糖水溶液为吸收液,考察了温度、料液及吸收液流速、吸收液含量等参数对OD过程的影响。结果表明,随温度的升高,膜通量增大明显;随吸收液和料液流速的增大,膜通量增大,且料液浓缩倍数较小、含量较低时,吸收液流速相对料液流速,对通量的影响更大,反之,料液浓缩倍数较大、含量较高时,料液流速的影响更大;随着吸收液含量的增大,膜通量也相应增大。试验过程中未发生疏水膜的亲水化渗漏现象。     

膜蒸馏法淡化苦咸水中的膜污染初步研究

利用气隙式膜蒸馏考察了操作温度、料液中难溶盐种类及其饱和度以及料液中不溶颗粒等因素对膜渗透性能的影响。结果表明，硫酸钙、碳酸钙和氢氧化镁是苦咸水中的主要结垢物，它们在膜表面沉积、结垢，使膜通量下降，甚至会破坏膜的疏水性，对料液进行预处理可有效防止沉积物的出现。