膜错流过滤对透明质酸发酵液的分级研究

膜错流过滤可实现混合液中物质的分级,在生物工程领域有着广泛的应用,其过滤特性与水力条件及溶液性质有密切关系.分别采用0.45μm、0.20μm微滤膜和截留分子量3000、100000超滤膜,对其错流过滤透明质酸发酵液的特性参数进行了研究.超滤膜在稳态时的通量大于微滤膜稳态时的通量,微滤膜、超滤膜的最佳操作压力分别为0.1 MPa,0.15 MPa,最佳流速应为1.25 m/s,透明质酸浓度以2 g/L以下为宜.在pH=4,增加的离子强度为0.2~0.25 mol/L NaCl时,微滤膜对透明质酸有85%的透过率,且通量增大,而菌体被完全截留;超滤膜在pH=7,增加的离子强度为0.2~0.25 mol/L NaCl时,蛋白质对透明质酸有很高的筛分系数,透明质酸被选择性截留.研究表明,微滤和超滤相结合可实现发酵液中透明质酸分离.关键词:微滤;超滤;错流过滤;透明质酸;发酵液;分级     

聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的制备

用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为本体高分子材料,用浸没沉淀相转化法制备PVB不对称超滤膜;扫描电镜照片显示所制膜的超滤结构.研究了PVB本体浓度、制膜间隙、凝胶浴温度以及乙酸添加剂等因素对PVB不对称超滤膜性能的影响;比较了乙酸及聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作为添加剂对大孔径PVB超滤膜皮层结构的影响.当PVB本体浓度为12%时,膜的纯水通量及牛血清白蛋白(BSA)溶液通量分别为876.4 L/(m2.h)和89.8 L/(m2.h),此时膜对BSA的截留率为96.8%;PVB膜纯水通量随着制膜间隙的增加及凝胶浴温度的上升而降低;乙酸及PVP的添加均提高了PVB超滤膜的纯水通量,通量增加幅度分别为136%和171%.     

聚偏氟乙烯中空纤维膜技术在丙烯酰胺生产工艺中应用的研究

针对微生物法生产丙烯酰胺,采用聚偏氟乙烯中空纤维超微滤膜技术对其进行分离,即利用中空纤维微滤膜对菌体进行浓缩和洗涤,利用中空纤维超滤膜对丙烯酰胺水合液进行分离.实验表明,与离心分离相比,采用微滤膜后,菌体的浓缩倍数提高了近一倍,达到9倍,且菌体100%被膜截留.清洗试验表明:利用氢氧化钠水溶液可100%恢复膜的纯水通量.在对丙烯酰胺水合液进行分离时,与原来的离心分离相比,采用超滤膜后,不仅过滤速度达到150 L/h,且过滤精度大大提高,电导值小于350μS/cm.除此之外,考察了水合液温度和跨膜压差对超滤膜过滤速率的影响,结果表明水合液温度越高,跨膜压差越大,过滤速度越快,且两者近似呈线性关系.     

超滤膜结构参数的测定方法及透水通量与膜结构关系的模型

用扫描电镜、场发射扫描电镜以及渗透率法测定了超滤膜表面孔径分布、孔隙率以及膜孔密度等结构参数．结果表明,用扫描电镜法和渗透率法测定膜平均孔径及膜孔密度等结构参数是可行的．基于获得的结构参数,建立透水通量和平均孔径、膜孔密度间的数学模型,并探讨了模型中平均孔径减小系数a1和膜孔密度减小系数a2的确定方法及不同原水性状下的a1和a2的值．     

PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的制备与表征

选取经辐射接枝的PVDF(聚偏氯乙烯)-g-PVP(聚乙烯基吡咯烷酮)接枝物粉体及相同PVP含量的PVDF/PVP共混物粉体,利用浸没-沉淀相转化法制备微滤膜,并通过元素分析、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)对PVDF膜、PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的结构和性能进行表征,同时对膜的接触角和水通量进行测试.实验结果表明,PVDF-g-PVP及PVDF/PVP微滤膜的亲水性随PVP含量的增加而增强,但二者的热稳定性与PVDF膜相比略有降低.由于PVDF/PVP微滤膜中的PVP在成膜过程中主要作致孔剂,大部分会流失,因此与PVDF-g-PVP微滤膜相比,相同PVP含量的铸膜液在成膜后PVDF/PVP膜中的N含量较低,膜表面孔数较多,水通量较大,但亲水性略低.     

蒸发对新型聚芳醚腈酮超滤膜性能的影响

以聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料，以氮甲基吡咯烷酮为溶剂及添加剂制成稳定的铸膜液，使用水为凝胶浴，相转化法制备PPENK超滤膜．研究了铸膜液在空气中的蒸发温度及时间对超滤膜孔隙率、孔结构、纯水通量及截留率等膜性能的影响．结果表明，在实验室所选择的蒸发时间和蒸发温度范围内这两种因素对超滤膜性能影响不大，通过控制合适的蒸发时间和蒸发温度，可以制得具有高通量和高截留率而且表面无缺陷结构高质量超滤膜．     

V_2O_5纳米线改性PVDF超滤膜的制备及其分离性能

水热合成出超亲水的V_2O_5纳米线,然后将其与PVDF铸膜液直接共混,制备出不同V_2O_5纳米线添加量的PVDF改性杂化超滤膜,系统地研究了V_2O_5纳米线对超滤膜结构和分离性能的影响.结果表明,随着V_2O_5纳米线添加量的增加,改性膜的孔隙率和孔尺寸逐渐增大,膜的亲水性也逐渐增强.当V_2O_5纳米线添加量为2.0%时,V_2O_5纳米线修饰PVDF膜的纯水通量达到621.98 L/(m~2·h),对BSA的截留率为92.5%.此外,抗污染实验表明,V_2O_5纳米线改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能.     

PVDF超滤膜的制备影响因素研究

采用浸没沉淀相转化法制备了纯聚偏氟乙烯(PVDF)平板超滤膜,并对制膜条件进行了讨论,通过对膜的纯水通量、牛血清白蛋白溶液通量和截留率的测试来考察PVDF超滤膜的性能。结果表明:溶剂种类,聚合物浓度,致孔剂浓度,凝固浴的组成和温度,预蒸发时间,刮膜速度及刮膜厚度等因素对膜的制备均有较大影响。     

不同分子量聚醚砜超滤膜性能的研究(Ⅰ)不同添加剂的影响

选用两种分子量的聚醚砜(PES)为膜材料,以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,分别以聚乙二醇(PEG400、PEG6000)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)为添加剂,用非溶剂致相分离法制备了超滤膜,研究了添加剂种类及浓度对不同分子量PES超滤膜性能的影响,利用相图及铸膜液黏度数据,从热力学、动力学、聚合物聚集体大小角度对实验现象进行了解释.结果表明,同种添加剂时,随PES分子量增大制得超滤膜的过滤通量增大、截留率降低.不同添加剂时,PES超滤膜对PEG20000溶液的通量按添加剂为PEG400,PEG6000,PVP K30的顺序依次增大.添加剂为PVP K30、PEG400时PES超滤膜的截留率大于添加剂为PEG6000时PES超滤膜截留率.铸膜液配方相同,添加剂浓度增大时,制得超滤膜的厚度增大,过滤通量增大、截留率降低.     

以TiO2纤维制备微滤膜过程中烧结温度的影响

采用Al2O3多孔陶瓷为载体,使用浸浆法以TiO2陶瓷纤维制备微米级膜厚的微滤膜,借助气体泡压、渗透性能、环境扫描电镜、失重差热分析和X射线粉末衍射等手段对膜的微结构性能进行表征,讨论了影响膜层性能的因素--烧结温度对成膜的影响.实验结果表明:以TiO2陶瓷纤维制备的微滤膜适宜于低温烧结,晶型转变温度区间为800～1 000℃.500℃下制得的微滤膜平均孔径为1.5 μm,孔径分布较窄.与相对应的以陶瓷粒子烧结成的微滤膜相比,具有更大的气体通量.     

用集成膜过程对含油废水进行资源化回收利用处理

采用电渗析与超滤、微滤相结合的集成膜过程对含油废水进行了资源化回收利用处理,并对该工艺中电渗析脱盐过程的各项运行参数与分离效果之间的关系进行了讨论.在此基础上,为进一步改善出水水质,还对不同材料的超滤、微滤膜去除废水CODCr的效果作了相应的实验比较.     

Ozone and membrane filtration based strategies for the treatment of cork processing wastewaters

The degradation of the pollutant organic matter present in the cork processing wastewater was studied by combining chemical treatments, which used ozone and some Advanced Oxidation Processes, and membrane filtration procedures. Two schemes were conducted: firstly, a single ozonation stage followed by an UF stage; and secondly, a membrane filtration stage, using different MF and UF membranes, followed by a chemical oxidation stage, where ozone, UV radiation, and the AOPs constituted by ozone plus UV radiation and ozone plus hydrogen peroxide, were used. The membrane filtration stages were carried out in tangential filtration laboratory equipment, and the membranes used were two MF membranes with pores sizes of 0.65 and 0.1microm, and three UF membranes with molecular weights cut-off of 300, 10, and 5kDa. The effectiveness of the different stages (conversions in the chemical procedures and rejection coefficients in the membrane processes) were evaluated in terms of several parameters which measure the global pollutant content of the wastewater: COD, absorbance at 254nm, tannins content, color, and ellagic acid. In the ozonation/UF combined process the following removals were achieved: 100% for ellagic acid and color, 90% for absorbance at 254nm, more than 80% for tannins, and 42-57% for COD reduction. In the filtration/chemical oxidation combined process, 100% elimination of ellagic acid, more than 90% elimination in color, absorbance at 254nm and tannins, and removal higher than 80% in COD were reached, which indicates a greater purification power of this combination.     

微滤膜与超滤膜:究竟有何不同?

介绍了微滤（MF）与超滤（UF）的主要应用情况，比较了微滤与超滤在病毒去除率、膜的耐久力，以及对下游反渗透保护的情况，重点强调了Pall微滤膜具有高的病毒去除率及非常低的断丝率。     

Membrane based strategies for the pre-treatment of acid dye bath wastewaters

This paper, as part of a study carried out for the recovery of the acid dye bath wastewaters of a carpet manufacturing industry by membrane processes, describes the evaluation of alternative strategies for the pre-treatment of acid dye bath wastewaters. Dead-end microfiltration (MF) simulating sand filtration with MF media having pore sizes of 2.5, 1.0, 0.45 and 0.2 microm and ultrafiltration (UF) with an UF membrane having a molecular weight cut off (MWCO) of 50,000 Da were tested in single and sequential stages in order to achieve the best treatment efficiency. Four alternative process trains were tested; single MF, sequential MF, single UF, and MF followed by UF. For both MF and UF, application of sequential filtration did not provide any significant benefit over single processes. In addition, chemical oxygen demand (COD) removal performance of all the alternative processes was similar where the highest removal was only 5%. On the other hand, color removals were much better; ranging from 15 to 100%, even with single MF. Comparison of all the process alternatives revealed that, single MF (0.45 microm), as the simplest process, is the most suitable pre-treatment method for the acid dye bath wastewaters.     

TiO_2动态改性膜应用于MBR的研究

采用二氧化钛(TiO_2)纳米粒子对聚偏氟乙烯中空纤维膜微滤膜(PVDF MF,0.1μm)和实验室自制聚砜中空纤维膜超滤膜(PSF UF,0.05μm)进行表面亲水改性,以期提高膜的抗污染能力.采用膜接触角、纯水通量、出水TOC、膜压差和扫描电子显微镜(SEM)进行表征了TiO_2动态膜的性能.将TiO_2纳米颗粒改性后的PVDF MF和PSF UF膜应用于膜生物反应器(MBR)处理模拟焦化废水(TOC=500 mg/L),考察了其对MBR过滤性能的影响.实验结果表明,改性后膜的水接触角明显减小,亲水性增强,TMP升高速率明显降低,模拟焦化废水,TOC的去除率平均可达95%,经返洗及次氯酸钠清洗后膜表面TiO_2层外观没有明显变化.改性后的膜组件较显著地增加了MBR的膜抗污染的优势,且具有一定的稳定性.因此,将TiO_2动态改性耐污染膜应用于MBR是可行的.     

集成膜过程污水深度处理工艺

介绍了集成膜过程及其在污水深度处理方面的应用．集成膜过程是将超遽／微遽与反渗透(或纳滤)相结合，形成能够满足各种回用目的的污水深度处理集成工艺．PVDF、PP、PE、PES等超滤／微滤膜，抗污染反渗透复合膜具有化学稳定性高、耐污染、装填密度高等特点，适宜于规模化污水处理．污水处理用超滤／微滤膜以中空纤维为主，系统技术采用了低压运行、频繁(气水、透过液)反冲、气水冲洗等抗污染工艺，能够维持稳定的通量、运行维护费用较低、产水质量稳定．二级出水的集成膜系统工艺已成熟并得以广泛推广，针对原废水的集成膜工艺(膜生物反应器 反渗透)还需要进一步的工程化研究．     

国外膜工业发展概况

主要介绍了近年来国外膜工业的发展概况,特别是美国、日本、西欧以及中东等国家和地区的膜技术产业的发展现状,主要生产厂家,膜器件和产品性能以及主要膜过程,微滤(ＭＦ)、超滤(ＵＦ)、纳滤(ＮＦ)、反渗透(ＲＯ)、电渗析(ＥＤ)和气体分离(ＧＳ)的市场状况和年增长速率．     

理论研究方法在膜超(微)滤研究中的应用

在对超(微)滤的过滤性能及过程的研究中，实验研究作出了很多贡献，但实验研究存在着结论对具体实验体系有很大依赖性、研究费用较高等缺点．介绍几种较经典的扩散模型和流体动力学模型及其建模思路、适用范围和存在问题；提出借助理论分析和计算方法设计实验，再根据实验数据利用人工神经网络建立普用性模型的新方法、对于方程的求解，介绍了简化法、摄动法、数值计算与模拟等方法的特点及其在超(微)滤研究中的应用，认为用数值计算的方法研究超(微)滤机理及膜器优化设计必将成为今后超(微)滤研究的重要方向之一．     

耐污染膜—聚乙烯醇膜的研究进展

介绍了具有高度亲水性、良好耐污染性的膜材料－聚乙烯醇在ＲＯ、ＵＦ和ＭＦ领域中的应用,对近１０年来聚乙烯醇薄层复合膜和不对称膜的制备、性能和改性的进展情况进行了综述。     

超滤/微滤膜的结构控制与性能

膜材料是膜技术的核心,膜材料制备过程中的结构控制对膜性能起着决定性的作用.首先简要介绍了近年来国内外UF/MF膜技术与产业的现状,在此基础上综述了研究组近年来在TIPS法制备聚乙烯(PE)中空纤维微孔膜、双向拉伸法制备聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜、熔融-纺丝法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜、溶液相转化法制备PVDF超滤膜的膜结构控制和表面改性方面取得的研究进展.