膜技术在回收电镀废水中金属离子的应用研究进展

近年来电镀行业蓬勃发展,每年平均废水总排放量占工业废水总排放量的20％左右,电镀废水中主要含有铬、镍、铜、锌等重金属污染物.膜分离技术具备分离精度高、出水水质好,无二次污染、工艺简单等特点,能够高效处理电镀废水并回收其中有价值的金属离子,实现废水资源化利用,因此在电镀废水处理中得到广泛应用.本文针对电镀废水中的铬、镍、...     

聚偏氟乙烯超／微滤膜的制备技术及其应用现状

超滤（UF）和微滤（MF）均是以压力差为驱动力的液体分离膜过程,UF／MF膜均为微孔膜,UF膜平均孔径范围为2～100nm,可以分离溶液中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等;MF膜平均孔径范围为0．05～1．0μm,主要去除微粒、亚微粒和细粒物质。UF／MF膜的市场需求巨大,主要应用于饮用水净化、市政污水和工业废水深度处理与回用和反渗透前处理、化工产品分离与精制等。面对日益严峻的水资源短缺和水环境污染,     

面向半导体废水回用处理的MBR-RO组合工艺可行性

半导体废水水质复杂,污染物种类繁多,经过初级物化处理后,仍含大量悬浮物、有机物和无机盐,亟待有效处理并回用。本工作采用MBR-RO中试装置深度处理半导体废水,考察该工艺实现废水回用的可行性。试验结果表明,MBR-RO系统表现出良好的污染物去除效果和运行稳定性,可以耐受废水水质波动的范围大。MBR运行稳定,膜的渗透性易于恢复,维护性清洗周期较长(大于16 d)。MBR出水已检测不到SS,其SDI15和COD的平均值分别为2.3和10.6 mg/L,水质满足RO进水设计要求。采用HCl调节RO进水pH,同时投加阻垢剂MAS208A有助于减缓RO膜污染。RO出水水质优良,电导率为26～142μS/cm,TOC质量浓度小于0.2 mg/L,符合生产回用水要求,表明MBR-RO组合工艺实现半导体废水回用是可行的。     

热致相分离法高性能聚偏氟乙烯中空纤维膜先进制备技术及应用

膜分离技术已经成为国际上市政污水和工业废水处理的核心技术。十年来清华大学化学工程系在先进膜材料制备及应用技术研究上开展了大量工作,以膜材料配方设计、膜材料先进制造、膜组件设计与应用为主线,突破多个技术难题和瓶颈,实现了热致相分离（TIPS）法高性能聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜的工业化。首先,基于对TIPS法成膜过程的热力学及动力学研究,制备出具有大通量、高强度、亲水性好的PVDF微孔膜;接着,有机结合材料加工和单元操作,形成PVDF中空纤维膜先进制造技术;最后针对不同的工业环境和市政要求,开发出不同规格的高性能膜组件。研究成果表明TIPS法突破了传统非溶剂致相转化法的限制,可以作为市政污水和工业废水处理的首选膜材料制备技术。     

聚合物微滤膜亲水化研究进展

疏水聚合物微滤膜亲水化处理中的低温等离子体、引法剂引发聚合、紫外光、Y-射线以及臭氧等表面处理技术是应用较早且较成熟的膜亲水化方法，此类方法能赋予膜表面良好的亲水性能，但对膜孔壁亲水化效果较差以及亲水稳定性是制约此项技术发展的关键；近几年来，在成膜分子骨架上接枝亲水聚合物的方法不仅能对膜表面和孔壁进行有效亲水化处理，其稳定性也有显著提高，且易实现膜的功能化而得到了广泛的应用。其物理处理法中的共混亲水化改性法是国内外应用较早的亲水化改性方法，但亲水聚合物组分的加入会影响膜结构及其分离性能；向铸膜液中添加无机填料的方法由于亲水性能提高不明显，且会较大的影响膜结构及性能，故此种方法在膜亲水化方面应用较少；而在非溶剂致相分离方法制膜的过程中，添加少量的双亲聚合物可以赋予膜稳定的亲水性能，此种方法简单易行，具有较大应用前景。目前，对于非溶剂致相分离法所制备的膜，其亲水改性方法的研究已较为成熟，但对于热致相分离法所制备的膜亲水化技术仅限于表面处理以及共聚物制膜方面。本文将从这两种亲水化方法对疏水聚合物微滤膜亲水化改性的国内外研究成果进行综述。     

热致相分离法聚偏氟乙烯膜的制备及应用

以课题组通过热致相分离法(TIPS)制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜及其产业化的相关工作为基础,从PVDF材料性能及其超微滤膜制备方法出发,全面回顾了课题组在TIPS法PVDF膜制备方面的研究历程,包括稀释剂和非溶剂的探索,纳米粒子、共聚物、两性离子等对PVDF膜的改性研究以及PVDF中空纤维膜组件的研制和规模化生产等等,最后还简要介绍了膜组件在不同工业领域的应用情况.     

热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜

对聚偏氟乙烯(PVDF)/碳酸二苯酯(DPC)体系,采用热致相分离(TIPS)法制备了PVDF微孔膜.通过稀释剂的溶度参数对体系的相容性进行分析,热力学相图和不同PVDF质量浓度下制备的微孔膜断面照片均证明该体系具有较宽的液-液相分离区.PVDF/DPC体系偏晶点对应的PVDF浓度约为质量分数56%,低于此浓度体系降温后先发生液-液相分离,随着PVDF浓度的增大,微孔膜断面结构由双连续结构转变为蜂窝状结构,且膜孔孔径减小,高于此浓度体系降温后只发生固-液相分离,微孔膜断面呈块状紧密堆积结构.较快的冷却速率有利于低PVDF浓度时较小孔径膜和高PVDF浓度时较小球粒尺寸膜的生成.     

双极膜电渗析法麦草畏生产废水的资源化利用研究

采用双极膜电渗析（bipolar membrane electrodialysis,BMED）将麦草畏生产废水中的NaCl转化为HCl和NaOH回用于农药生产,实现农药废水的资源化利用。首先进行了BMED法处理单组分NaCl溶液体系的110 min间歇运行实验来探索最优操作条件,结果表明,当NaCl初始浓度为160 g/L,电流密度为70 mA/cm²,初始酸碱室浓度为0.075 mol/L时,产物HCl、NaOH的浓度能分别达到1.98 mol/L和 2.06 mol/L,且此时的电流效率较高,达到42.74%。然后考虑实际废水的COD指标主要是甲醇造成的,所以用含不同浓度甲醇的NaCl溶液模拟实际农药废水,实验结束后在酸、碱隔室中检测到少量的甲醇,表明其在BMED运行过程中存在一定程度的渗透,但未对膜堆性能造成明显影响。最后用BMED处理经过预处理后含有机物的麦草畏生产废水,发现在操作时间内膜堆性能与处理高浓度单组分NaCl溶液情况类似,证实BMED法处理麦草畏生产废水并实现资源化利用的可行性。     

大通量PVDF超滤膜在饮用水净化中的应用研究

本文利用热致相分离法制备的新型大通量聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜在美国得克萨斯州圣帕特里西奥自来水厂进行了饮用水净化应用研究。研究结果表明,得益于新型TIPS法PVDF膜的高通透性与易清洗性,中试膜组件能够保持110 L/(m·h)的高通量下稳定运行,比该自来水厂原设计的运行通量高约20%。此外,新型TIPS法PVDF膜的产水水质稳定可靠,浊度始终小于0.05 NTU,且对与隐孢子虫大小类似的细菌有很好的去除效果,对数去除值大于4 log,产水水质完全满足美国当地的饮用水水质标准。