PVDF疏水中空纤维膜的膜蒸馏含盐废水处理性能研究

利用新型高通量聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜,对石化企业废水经反渗透(RO)处理的浓排水进行减压膜蒸馏(VMD)处理实验.研究了RO浓排水流速、温度和冷侧真空度对VMD过程中PVDF膜性能的影响,考察了PVDF膜在VMD法RO浓水浓缩过程中的性能变化.结果表明,原液流速对膜性能无明显影响;原液温度或冷侧真空度提高都会使膜的产水通量明显上升,而产水电导保持稳定.在冷侧真空度为-0.095MPa、原液温度70℃、流速0.66m/s的条件下,经15.2h实验,将RO浓排水浓缩20倍,膜的产水通量从25.8L/(m2*h)降低至11.8L/(m2*h),产水电导低于4霺/cm,脱盐率高于99.99%,产水CODCr值约30mg/L.经过5次浓缩实验后,PVDF膜的通量和产水电导均保持稳定.     

膜蒸馏法处理催化剂废水的试验研究

利用自制的能量回收式气隙膜蒸馏组件处理催化剂废水,针对废水水质特点采用"加碱除硬+澄清+微滤+离子交换+调酸"的预处理工艺,预处理后废水中Ca2+、Mg2+浓度均小于5.0mg/L;利用正交试验方法对操作条件进行优化设计,结果表明流量Q为50L/h,进料温度T1为25℃,T3为90℃时,此时膜通量最大为4.85kg/(m2·h);流量为20L/h,进料温度T1为55℃,T3为90℃时,造水比最大为6.35;对废水经过20h的试验,废水回收率为87%,而膜通量下降缓慢,产水TDS最大为18.4mg/L,截留率大于99.9%.     

MBR与NF联用净化微污染水源水研究

对纳滤膜在不同产水率条件下的净水性能和膜通量衰减过程,以及纳滤膜在产水率90％条件下的运行特性进行了分析.采用MBR作为预处理与纳滤膜联用,考察联用工艺对水中氨氮和有机物的去除效果,以及MBR膜和纳滤膜的污染情况.结果表明,相比于额定工况,纳滤膜在90％产水率条件下运行,对有机物的去除率和脱盐率分别降低4％和3.5％,仍具有优越的净水性能;膜通量衰减速度增加17％.研究同时表明,降低纳滤膜进水中有机物的浓度能够有效缓解纳滤膜的污染过程,使纳滤膜能够在90％产水率条件下保持较高的通量.MBR与纳滤膜联用对氨氮和TOC表现出良好的去除效果,在进水浓度为1.5 mg/L、3.5 mg/L时,出水分别降低到0.4 mg/L、0.2 mg/L.MBR通过去除水中的颗粒物和有机物,有效地缓解了纳滤膜的污染过程,在60天的运行中纳滤膜通量仅下降24.7％,但MBR膜TMP增长较快,试验中共进行了6次膜清洗.     

膜分离技术在脱硫废水零排放处理中的应用研究

采用"化学除硬+外置式有机管式超滤膜+OCRO管网式反渗透"组合膜工艺处理电厂脱硫废水,产水可用于锅炉回用水.产水水质情况如下:COD、电导率、TDS、Cl-、总硅分别为50mg/L、900μS/cm、367mg/L、225mg/L、1mg/L.结果表明,此工艺可去除大多数结垢性离子和盐分,有效解决结垢堵塞问题,系统运行期间,膜通量运行稳定.分析浓水中总硅、Cl-、COD的平均质量浓度分别为18mg/L、34g/L、420mg/L,满足MVR蒸发进料要求.该组合膜工艺对电导率、TDS、COD、Cl-的去除率分别为96.5%、97.3%、95.3%、98.06%,可以稳定达到《城市污水再利用工业用水水质》(GBT 19923—2005)的要求.     

内部热能回收式多效膜蒸馏用于海水淡化及浓盐水深度浓缩

利用自制的具有高效内部热量回收功能的多效膜蒸馏组件对不同浓度的氯化钠水溶液进行浓缩研究.考察进料温度、浓度、流速对膜通量、造水比和脱盐率的影响.实验结果表明,料液加热温度T3升高时膜通量和造水比随之明显增加,而脱盐率保持不变;料液流速增加使膜通量增加,而造水比随之降低,脱盐率几乎不受影响;随着料液浓度的增加,膜的通量和造水比逐渐降低,脱盐率略微减小但影响很小.当料液中氯化钠浓度较低时,该过程的最大膜通量为6.8L/(m2·h),造水比为12.5;当料液中氯化钠浓度大于15％时,膜通量为5.2 L/(m2·h),造水比为6.2,脱盐率可达99.99％.实验结果表明,多效膜蒸馏技术可有效应用于海水淡化及常规海水淡化过程,例如反渗透和多效蒸发过程所副产浓盐水的深度浓缩和淡水生产.     

纳滤与反渗透膜处理含锰废水的初步研究

采用纳滤膜、反渗透膜分离技术对含锰废水进行了试验研究.考察了纳滤膜的操作压力、纯水/浓水比值、Mn2+浓缩倍数、Mn2+截留率及膜通量之间的关系.试验结果表明:纳滤膜对含锰废水有良好的处理效果,一级纳滤膜对Mn2+离子的平均截留率大于98％;浓缩倍数和膜通量随操作压力的升高而升高,2.0 MPa时,浓缩倍数可以达到8.2倍,膜通量可达到28～32 L/(m2·h).一级纳滤产生的纯水用反渗透膜进一步处理,反渗透膜对Mn2+离子的截留率在97％以上,纯水Mn2+离子浓度在0.5 mg/L以下,可以达标排放.     

双疏膜膜蒸馏处理含有机溶剂废水的研究

采用内置双疏膜的真空膜蒸馏工艺处理N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液、乙醇溶液、喷漆废水和气田采出水四种含有机溶剂的水溶液,考察双疏膜处理含有机溶剂废水的可行性.实验结果表明,双疏膜可用于NMMO溶液和气田采出水的浓缩.实验过程中,NMMO溶液质量分数由25.0%提高到46.0%,截留率高于99.9%;浓缩后的气田采出水COD高于15 000 mg/L,盐和有机物的截留率分别为99.8%和95%.19%乙醇溶液的产水中乙醇质量分数最高可达28.1%,始终高于浓水中的乙醇浓度,因此由于乙醇具有高挥发性,无法对其溶液进行浓缩;工业喷漆废水中有机溶剂2-丁氧基乙醇具有很强的表面活性剂功能,导致双疏膜被迅速浸润.本研究为双疏膜用于膜蒸馏技术浓缩有机溶剂废水提供了方向指导和实验支撑.     

特殊分离膜在铜箔漂洗水处理中的应用

针对铜箔生产中的漂洗水处理问题,结合实际工程经验,详细介绍了铜箔漂洗水膜法处理工艺.原水经一级RO膜处理后,淡水作为漂洗水回用,浓水进入二级特殊RO分离膜装置,经进一步浓缩后铜离子浓度达8.8 g/L,返回溶铜罐回用,透过的淡水经离子交换后作漂洗水回用,从而实现了铜箔漂洗水的零排放.实际运行结果表明该工艺处理铜箔漂洗水经济可行.     

膜分离技术在电镀镍漂洗水回收中的应用

经过一系列的实验 ,证明了采用膜分离技术浓缩电镀镍漂洗水和回收利用漂洗水中的镍和水资源的可行性 .实验结果表明 ,NF技术对镍离子的截留率大于 97% ,RO技术对镍离子的截留率大于 99% .对于镍离子浓度为 14 5mg/L的进水 ,膜分离技术可浓缩电镀镍漂洗水 10 0倍以上 ,经一级NF ,两级RO(BWRO、SWRO)浓缩 ,浓缩液镍离子浓度可达到 5 0 g/L ,透过液经处理后回用     

正渗透膜用于橙汁浓缩及其污染研究

正渗透因其低能耗及低污染等优点,已在越来越多的领域得到应用.利用自制的醋酸纤维素正渗透膜应用于橙汁的浓缩,主要考察了不同汲取液、膜方位对浓缩过程的影响,并且研究了浓缩过程中的膜污染现象.结果表明,采用3 mol/L葡萄糖+2 mol/L NaCl混合溶质所配制的汲取液的通量较高,同时盐的反向渗透通量明显降低,浓缩14 h后总可溶物由11.5°Brix上升到40.5°Brix;同时还发现,FO模式下产生的稀释的内浓差极化对水通量的影响要小于PRO模式下产生的浓缩的内浓差极化.在浓缩过程中存在较轻的膜污染,清洗之后通量基本恢复,每6h清洗一次,浓缩25 h后总可溶物可从11.5°Brix达到48.0°Brix.     

海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究

采用PVDF中空纤维膜及PTFE微孔平板膜组件对反渗透海水淡化浓盐水的真空膜蒸馏过程进行了研究.连续运行的结果表明:温度是影响海水淡化浓盐水膜蒸馏过程的关键因素,对膜通量影响较大.在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为24 L/h时,进料侧浓盐水温度为346.35 K时,PVDF中空纤维膜组件的膜蒸馏通量为13.26 kg/(m2.h).而在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为120 L/h,进料侧浓盐水温度为340.15 K时,PTFE平板膜组件的膜蒸馏通量为24.8 kg/(m2.h).研究表明膜蒸馏技术处理海水淡化浓盐水具有广阔的应用前景.     

铅酸蓄电池废水反渗透处理浓水的沉淀去除工艺开发

采用调节pH值、依次加入硫化钠、硫酸亚铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺工艺,对铅酸电池厂反渗透处理浓水进行铅离子、镉离子的有效去除,进行了详细深入的研究.结果表明,浓水pH调节为9.5,依次加入200mg/L Na2S、50mg/L FeSO4、10mg/L聚合氯化铝(PAC)、5mg/L聚丙烯酰胺(PAM)时,浓水中Pb2+、Cd2+被沉淀剂去除效率达最高,分别为98.2%、95.8%.反渗透浓水处理后的水质,达到地表水三级排放标准.该浓水处理方法具有操作简便、成本低廉、处理工艺稳定可靠的特点,解决了反渗透浓水难以处理的难题.反渗透浓水处理成本为4元/m3.     

管式气隙膜蒸馏组件结构设计及性能研究

首先以气隙式膜蒸馏为模型,对传质过程的中间气隙层、冷凝管材质及表面积、料液进出口方式等进行研究,提出了一种新型的管式膜蒸馏方式——膜接触式膜蒸馏(M-DCMD);然后配制了1 moL/L的KCl作为模拟料液进行M-DCMD、气隙式(AGMD)、直接接触式(DCMD)膜蒸馏的浓缩循环过程、膜污染以及膜润湿情况的对比研究.研究结果表明,在65℃的操作条件下,消除气隙层使膜通量增加了59.8%;不锈钢冷凝管[导热系数17 W/(m·K)]和铜质冷凝管[导热系数386.4 W/(m·K)]相比PVC冷凝管,膜蒸馏通量分别增加了55%和56%,即膜通量受冷凝管材料的影响显著;冷凝表面积与膜有效工作面积比例从1∶1.77增加至1∶1.24时,膜通量提升了34.3%;在同等条件下脱盐处理时,M-DCMD的抗污染性、抗润湿性等综合性能显著优于AGMD及DCMD.     

陶瓷膜法处理退浆废水工艺研究及工业化装置运行评价

针对以聚甲基丙烯酸甲酯为主要成分的退浆废水,采用孔径为50nm的陶瓷膜过滤,实现废水的资源化利用.采用两级串联先循环后浓缩的操作方式.循环过滤时,拟稳态通量为423L/(m2·h)和453L/(m2·h).循环结束后进行浓缩,浓缩倍数达到22倍时通量为66L/(m2·h)和54L/(m2·h);膜对COD的截留率为87.5%,产水浊度低于1NTU,废水中的氢氧化钠等小分子物质均透过膜层进入渗透液;膜污染是以聚甲基丙烯酸酯在膜表面形成滤饼为主;碱洗及酸洗膜通量恢复至新膜的95%以上.陶瓷膜出水回用于生产过程;工业化陶瓷膜运行稳定,经济效益显著.     

聚醚砜超滤膜处理油田采出水试验研究

采用聚醚砜中空纤维超滤膜组件处理油田采出水,探讨了超滤用于油田回注水处理和采出水回用预处理效果.结果表明:聚醚砜超滤膜产水通量较高,处理水中石油类、悬浮物及其粒径中值均达到回注水的标准,浊度、TGB和IB细菌的去除率分别达100%、99%、99%.采用碱+表面活性剂复合药剂清洗可获得最佳的通量恢复.由于采出水中较高的H2S和COD含量,超滤产水的SDI15>3.0,超出后续纳滤/反渗透膜系统的进水要求.     

BIOSEP膜-生物反应器处理城市污水

法国威力雅水务(Veolia Water)开发的膜生物反应工艺--BIOSEP技术,其城市污水处理应用工程之一的德吕镇(Thelus)污水站已运行4年.在经过长期运行后,对其进行处理效果进行了一次为期3周的评估.在进水sS最高达868 mg/L、CoD(化学需氧量)在932～1 890 mg/L的情况下,污水站出水SS(悬浮固体)小于2 mg/L,COD小于30 mg/L,去除率在98%以上.但其存在出水中硝酸盐氮过高的问题.而对于膜组件的运行中膜堵塞的问题,4年实际运行过程中,在化学浸泡清洗对膜通量的提高效率有限的情况下,优化膜滤运行方式对预防膜堵塞、稳定膜通量有着良好的效果.     

气隙式膜蒸馏法浓缩氢氧化钠溶液的实验研究

利用能量回收气隙式膜蒸馏组件浓缩氢氧化钠溶液,研究了进料温度、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T_3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.当料液浓度为110g/L,进料温度T_1为40.0℃,T_3为95.0℃、流量为15L/h时,膜通量为6.3kg/(m~2·h),造水比为5.1,截留率可达99.9%.     

膜蒸馏过程传递机理研究进展(Ⅳ)渗透膜蒸馏

渗透膜蒸馏(OMD)作为一种新型分离技术受到越来越广泛的关注.对近20年来国内外在OMD方面的研究工作进行了综述,评述了该膜过程的传质、传热机理、实验研究及过程模拟方面的主要成果,分析了膜过程的影响因素,包括渗透剂和待处理料液的性质、浓度、流速、温度以及膜形态参数等.就该领域未来的研究提出了一些建议,认为将反渗透(RO)海水淡化、膜蒸馏浓缩RO浓水和以高含盐浓水作为OMD的渗透剂等三个膜过程集成,可以避免高浓盐水大规模排放可能引起的环境与生态问题.     

两亲聚合物改性PVDF膜处理含油废水的研究

合成了一种两亲聚合物并共混到PVDF中,通过相转化法(L-S)制备改性PVDF平板膜,研究了改性膜在含油废水处理中的应用.通过对浓度为80～240mg/L含油水的膜分离实验表明,改性膜比纯PVDF膜的截留率和水通量都有显著提高.纯PVDF膜除油率最高达89.1％,而改性膜除油率最高达97.0％.衰减趋稳后,纯PVDF膜水通量在20 L/(m2·h)左右,而改性膜水通量稳定在50 L/(m2.h)左右.     

超声波-减压膜蒸馏组合技术处理甲基橙溶液的研究

将超声波与减压膜蒸馏技术相结合,采用聚丙烯(PP)中空纤维膜,研究了超声波促进作用下减压膜蒸馏法处理高浓度甲基橙溶液的分离性能.实验结果表明,超声波有利于减轻减压膜蒸馏过程的膜污染,提高分离性能;进料甲基橙溶液浓度600 mg/L时,超声波提高减压膜蒸馏过程的膜通量达44.87%;同时,超声波-减压膜蒸馏组合技术较减压膜蒸馏过程有更大的COD去除率.