采用疏水改性纤维膜处理热镀锌废酸液实验研究

以高孔隙率的纤维膜为气液屏障,研究采用纤维膜的膜蒸馏技术在处理热镀锌废酸液过程中的可行性与效果。结果表明,疏水改性纤维膜对废酸液中含有的Fe^2+的截留率大于99.9%,且废酸液温度越高,渗透通量越大,最大渗透通量约为3.2 kg/(m^2·h)。膜蒸馏过程中,废酸液中的HCl挥发为气体穿过纤维膜,在冷凝侧冷凝为稀盐酸。废酸中的FeCl2会提高HCl蒸气分压力,使HCl的渗透通量增大,总渗透通量减小,从而使蒸馏液中HCl含量增大,有利于回收HCl。将疏水改性纤维膜应用于膜蒸馏过程处理热镀锌废酸液是可行的。     

基于纤维膜的膜蒸馏界面结晶及清洗再生

针对膜蒸馏（MD）技术处理高盐溶液时,膜界面出现结晶结垢的问题,以无纺结构的纤维膜为膜蒸馏的分离界面,设定不同的料液初始质量分数和膜蒸馏工况条件,表征含盐溶液在膜界面上的结晶行为,探究膜界面结晶的成核和生长机理,开展膜蒸馏的性能分析和失效分析. 通过降低料液质量分数的方式对已发生界面结晶的膜进行清洗再生实验,研究膜清洗再生后的膜蒸馏性能和恢复机制. 结果表明,NaCl结晶以微小晶粒形式附着在纤维丝上,在近料液的膜界面上形成大块结晶,降低膜蒸馏的跨膜通量. 膜的清洗再生可以恢复跨膜通量,恢复比例与结晶生长程度成负相关.     

加湿除湿脱盐系统的热力学分析及实验研究

基于加湿除湿(HDH)原理,搭建在低温常压下运行的新型脱盐系统,详细介绍系统的结构和工作原理. 在相关假设的基础上对加湿除湿过程进行热力学分析,开展空气循环体积流量、进料体积流量和料液温度等操作参数对系统产水性能影响的实验研究. 实验结果表明,系统产水量随着料液温度和进料体积流量的增加而增大;与预期相反,系统产水量随空气循环体积流量的增加而先增大后减小;当进料体积流量为60 L/h、料液温度为57 °C、空气循环体积流量为180 m³/h时,系统最大产水量和脱盐率分别达到1.7 kg/h、大于99.99%;当料液温度为38 °C时,系统最大造水比和单位体积产水能耗分别为3.8、166 kW·h/m³. 由于具有结构紧凑、模块化设计、操作简单、维护成本低、可以与可再生能源结合等特点,该系统在海水淡化领域颇具竞争力. 上述研究表明,该系统虽然有很大的提升空间,但很有希望应用于分散式小规模淡水生产.     

城市污泥灰分矿物质组分演变与热重实验分析

运用XRD、EDX以及TGA等实验方法对大连不同污水处理厂不同灰化温度下的污泥灰分进行分析。研究表明,在实验温度范围内,灰分中矿物质组分变化较大,温度较低时灰分中矿物质以方解石、石英以及焦磷酸盐为主,另外存在硅线石、磁铁矿和赤铁矿等。随灰化温度的升高,除石英稳定外,灰分中长石类、硬石膏以及磷酸正盐和磷酸铝钙、磷酸铁钙成为主要成分。由于灰分中碱性氧化物较多,温度超过900℃出现了部分熔融现象。TGA实验表明,同一种物质不同温度的灰分失重明显不同,灰化温度越高,失重越小。不同灰化温度下灰分反映出污泥在焚烧过程中反应进程,随受热温度升高,都出现了矿物质失去吸附水,矿物质析出结晶水,污泥中有机物燃烧,方解石分解,以及随后的硬石膏分解等失重阶段。     

炼化废液与褐煤混合物共热解特性及动力学分析

利用热重分析法对炼化废液与褐煤混合物的共热解特性和组分间相互作用进行研究。在升温速率30℃/min条件下,利用Coats-Redfern法求解不同掺混比例的废液固形物与褐煤混合物的热解动力学参数。废液固形物及其与褐煤混合物热解过程可分为三个阶段,而褐煤为两个阶段。随着废液固形物掺混比例的增加,混合物反应活性逐渐升高,TG曲线向低温区偏移且失重程度加剧,挥发分初析温度(t_s)、热解峰温度(t_p)、热解终止温度(t_f)及残留物含量(M_r)减小,最大失重速率(-v_p)、平均失重速率(-v_v)和挥发分综合释放特性指数(D)显著增大。废液固形物与褐煤在共热解过程中存在着一定的相互抑制作用。动力学分析结果表明,热解过程的各个阶段均可用级数反应模型来描述,活化能随温度升高而增大。     

静电纺丝纤维膜水力渗透性研究

通过静电纺丝技术纺制不同直径的聚丙烯腈(PAN)纤维膜,并对纤维膜在不同流速下进行了水力渗透实验.采用Darcy定理对水力渗透系数进行分析计算;并对膜压缩过程进行分析,利用Happel方程来分析计算纤维膜孔隙率的变化.分析表明.纤维膜水力渗透系数与水的流速、纤维丝直径、膜的孔隙率等因素有关.随流速增加,纤维膜承受压力增加,纤维发生滑移导致纤维丝之间由点接触变为面接触,同时纤维发生变形,孔隙率降低,水力渗透系数降低.纤维丝直径越大,孔隙率越小,水力渗透系数越大;相同流速下渗透压越小,孔隙率和水力渗透系数变化量越大.