超声技术结合小波分析在线监测中空纤维膜污染及其可视化研究

采用超声时域反射法和小波分析技术在线监测单根内压式聚醚砜中空纤维微滤膜(ID/OD为0.8 mm/1.2 mm)处理2.4 g/L高岭土污水时的初期污染情况.结果显示:小波谱图能够提供中空纤维膜内部结构和污染过程的清晰2D和3D图片,实现了膜污染在线监测过程的可视化.随着污染的进行,膜通量不断下降,小波谱图上中空纤维膜断面上部和下部的信号持续时间在时间区域内发生了有序移动.小波谱图的这种有序变化与污染物在膜表面的沉积以及污染层的生长有关.SEM观察显示,污染420 min后中空纤维膜内腔下表面形成的污染层比内腔上表面的污染层厚.这与通过小波谱图信号持续时间变化计算得出的污染层厚结果一致.     

膜的污染及其防治

本文较全面地介绍了膜在使用过程中产生污染的各种因素及防治产生污染的各种方法。     

膜的污染及其清洗

综述了膜污染的机理及其影响因素，膜的清洗方法及常用的清洗剂，然后根据这些原则清洗中空纤维膜超滤红霉素板框滤液引起的膜污染，得到适合该情形的好的清洗剂，只须用三种化学清洗剂交替清洗，结合清洗技巧，很快膜通量恢复，实验重复性好。本文的清程序和方法可指导膜过滤过程膜污染的清洗。     

超声波在线监测卷式反渗透膜污染及清洗

应用超声时域反射法和信号拟合及量化模型在线监测卷式反渗透膜元件污染及清洗过程.实验采用三个2.25 MHz高频聚焦探头和商业卷式反渗透膜组件,污染液为1.0 g/L硫酸钙.清洗阶段包括纯水冲洗、浸洗与酸洗三部分.结果表明,超声信号能够穿透组件外壳而进入多层膜结构.观察发现随膜表面污染物沉积而超声信号发生系列有序变化.此外,随膜表面污染物沉积、结构变化以及污染层形成,声强不断减小至最低,后期趋于稳定.研究还发现,沿进料液流动方向,信号变化诱导期趋于变短,而且,污染物优先靠近出口处沉积;越靠近料液出口,信号变化幅度越大,污染越严重.这是由于沿轴向不断加剧的浓差极化所致.在清洗阶段,随着膜通量恢复超声信号变化表现出一致性.     

分离膜材料的污染与清洗

分析了膜分离技术中存在的膜污染与影响膜污染的因素，介绍了膜的清洗及影响清洗的因素，清洗剂及使用范围。     

电渗析中的膜垢膜污染的防止与清洗

综述了电渗析中常见膜垢和膜污染的类型,膜垢和膜污染的防止清除方法,及电渗析的多拆清洗现状。     

UF处理生活污水过程中的膜污染和膜清洗研究

采用多种化学清洗剂对UF处理生活污水过程中被污染的UF膜进行了清洗研究，初步分析了产生膜污染的因素．结果表明，在被污染的膜上，有机物和无机盐垢相互覆盖，用次氯酸钠和酸交替清洗膜可以获得较好的清洗效果，     

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。     

油水污染炭膜清洗方法的放大实验研究

采用自制的孔径为0．6～2．5μm的单根和多根管状炭膜，用原油和水经超声波乳化而成的油水乳化液为原料，用不同的清洗方法及清洗条件，通过比较膜的通量恢复率，考察单管和七管规模下的清洗规律．实验结果表明，在单管和七管条件下，用单一清洗剂清洗的效果都不理想；而采用酸洗和碱洗的组合清洗方式效果较好；为达到满意的清洗效果，七管时清洗剂的浓度需要比单管时增加一倍；清洗时间加长为单管的2．5倍．这些数据可为在工业规模下炭膜的清洗恢复提供依据．     

超声监测技术在膜分离过程中的应用研究

在膜分离过程中，膜通量总是随运行时间而下降．为了区分膜污染与浓差极化或者可能的膜形变对通量的影响，和选择适宜的清洗过程，对一种只敏感于膜表面状况的超声测量方法进行了广泛研究．通过平板膜(包括微滤膜、超滤膜和反渗透膜)以及卷式反渗透膜过程的应用实例，说明了这种实时、在线的超声时域反射法即Ultrasonic Time-Domain Reflectometry (UTDR)可以利用它的反射波的振幅和回声抵达超声传感器的时间来监测浓差极化、膜污染(例如CaSO4污染)与清洗过程，也可以用来测量膜的压紧度和污染层厚度．超声测量与传统膜性能测量结果有良好的关联，并具有区域性测量的特性．为了实用化目的，新近的研究进展也作了介绍．     

膜污染试验装置的研究及其应用

研制了用于膜污染与膜清洗研究用的平板膜,使用该平板膜对沧州炼油厂热电厂水处理车间反渗透设备的膜污染、膜的清洗液配方和清洗方法进行了研究。快速恢复了设备的膜通量,说明平板膜的设计是合理的。     

膜蒸馏过程中的膜污染研究

考察了膜蒸馏用于脱盐时膜的污染情况,分析了不同无机盐对疏水膜的具体影响。未处理的苦咸水含有难溶无机盐,膜蒸馏过程中膜表面会出现沉积物。沉积物会破坏膜的疏水性影响渗透液的质量,同时影响膜蒸馏传递过程,降低渗透通量。在无机盐浓度较低时,通过料液预处理剔除不溶物可以有效防止沉积物的出现。     

膜过程中超滤膜污染机制的研究及其防治技术进展

介绍了近年来国内外对膜污染产生机制及膜污染模型的研究进展状况,其中所括蛋白质污染,悬浮固体污染,胶体污染,有机物污染及生物污染等,膜改性及膜表面流动特性的改善是膜污染防治技术的主要手段,本文对这两方面的研究前沿作了评述。