静电相互作用对荷电超滤过程中带电小分子清除的影响

研究了不同荷电量小分子(分子量为1 kD左右)通过表面带同种电荷但荷电量不同的超滤膜(截留分子量为10 kD)时的行为.实验结果表明,荷电超滤膜对带电小分子的截留作用与超滤膜荷电量、小分子带电量以及溶液离子强度密切相关.低离子强度条件下,荷电超滤膜对高荷电小分子的截留率很高,这主要是静电相互作用的结果.随着离子强度的增加,静电屏蔽作用增强,荷电超滤膜对带电小分子的截留作用也相应减小.结果还表明,表观透过率的实验值与基于滞膜模型的理论计算值有较好的吻合.     

共涂覆法改性聚醚砜膜络合超滤除锑应用研究

针对商业聚醚砜(PES)膜表面亲水性差,在络合超滤除锑过程中膜通量损失较大的问题。采用一步共涂覆改性法,通过在PES基膜表面形成聚多巴胺和二氧化硅纳米颗粒杂化涂层,得到高亲水性表面。对改性膜进行了表征和络合超滤实验。结果表明,优化改性条件为TEOS投加量0.6 g、时间9 h,此时制备的膜接触角仅为17.5°,亲水性能显著提高;超滤过程中膜通量有效提升,而且锑截留率可从改性前的75.2%提高至77.4%。改性膜在循环超滤实验中只经过清水冲洗即可恢复90%以上的初始膜通量,具有较好的运行稳定性。     

膜接触器除氧实验研究及其传质分析

采用疏水性聚丙烯中空纤维膜组件作为膜接触器,主要考察了水流量、真空度以及水温对水中溶解氧的去除效率友其传质性能的影响,同时考察了膜接触器长期运存后引起的膜污染问题并对此时的污染膜阻力及总传质阻力做了定量的计算.实验结果表明,在适当的操作条件下,膜接触器能得到较理想的除氧效果.除氧效率和膜传质系数变化规律具有良好的对应关系.     

气液两相流方法对络合-超滤膜组件污染的清洗

超滤膜法是目前最有发展前途的水处理技术之一,但使用过程中不可避免的污染问题很大程度上限制了该技术的推广。该文提出特定的气液两相流清洗方法并针对络合-超滤膜组件污染清洗进行研究,比较了气体冲洗、水力反冲洗、化学试剂反冲洗和气液两相流清洗(分别以水和HCl作为清洗液)络合-超滤污染膜组件的效果。结果显示气液两相流方法的清洗效果最好,且用时最短。考察了通气时间tc、气停时间ti和气液流速比Rg/l对气液两相流方法清洗效果的影响,结果表明当ti=10 s、Rg/l=20∶1时,以水和HCl为清洗液的气液两相流方法在tc=15 s和tc=25 s取得最佳清洗效果;当tc=15 s、Rg/l=20∶1时,两种清洗液的气液两相流方法在ti=20 s取得最佳效果。当tc=15 s、ti=10 s,以水做清洗液的两相流方法在Rg/l=80∶1时取得最佳的清洗效果;HCl做清洗液的两相流方法在Rg/l=40∶1时取得最佳的清洗效果。研究结果表明气液两相流清洗方法能有效去除膜污染,在一定程度上可以减少化学清洗剂的使用而减少二次污染,是一种有效的绿色膜清洗技术。     

基于人工神经网络的反硝化滤池外碳源投加控制

针对反硝化滤池外碳源过量投加导致的出水总碳超标与碳源浪费问题,利用实际污水与小试装置研究了最适外碳源投加量的影响因素,并应用人工神经网络建立了外碳源投加模型与脱氮效果预测模型。结果表明,基于进水总氮负荷与碳氮生化反应计量守恒而进行的外碳源投加可缓解碳源浪费与污染问题,但脱氮效果缺乏稳定性,可考虑通过进水ORP、p H值、DO与温度的综合影响来进行改进。应用自适应学习速率动量梯度下降法建立了输入为5项进水指标、输出为最适投加量的外碳源投加模型,相关系数为0.9648,表明模型中进水参数与最适投加量具有很好的相关性,外碳源投加模型的改进具有可行性。应用贝叶斯正则化法建立了输入为5项进水指标、输出为NO3^--N与NO2^--N浓度的脱氮效果预测模型,相关系数为0.9085,表明预测反硝化滤池的脱氮效果具有一定可行性。外碳源投加模型可配合脱氮效果预测模型构建反硝化滤池外碳源投加控制系统,完善污水厂的自动化控制。     

聚乙烯亚胺辅助超滤法处理含锶含钴废水

研究了聚乙烯亚胺（PEI）辅助超滤处理含重金属离子锶（sr2＋）和钴（Coz＋）的废水。重点考察了PEI与重金属离子的质量浓度比（P／M），溶液pH以及离子强度对sr^2＋和Co“截留率的影响。结果显示PEI去除sr^2＋和Co^2＋的最适pH为5和9，去除两种金属离子的最佳P／M值均为10。在最佳P／M值和最适pH时，对锶和钴的截留率分别为59％和100％。试验结果表明使用PEI辅助可以大大提高超滤膜对重金属废水中Sr^2＋和C0^2＋（尤其是con）的去除效率。     

带间隔臂的荷负电超滤膜对水中天然有机物的去除

通过特定的化学反应对不同截留分子量的再生纤维素(RC)超滤膜进行改性,得到一系列间隔臂长度不同的荷负电超滤膜.选用腐殖酸(HA)作为天然有机物的代表物质,比较不同间隔臂长度和不同截留分子量的RC膜对腐殖酸去除效果和膜污染情况,分析膜阻力.实验结果表明,不同截留分子量的改性膜对腐殖酸的去除效果都比未改性膜好,同时膜通量的衰减变小,即膜污染现象减轻.间隔臂长度较大的膜对腐殖酸的去除更有效,同时膜污染更轻,这主要是由于间隔臂长度较大的改性荷负电膜上的Zeta电位较大,与带同种电荷的腐殖酸之间的静电排斥作用更大.     

TiO_2光催化有机-无机杂化超滤膜去除水中天然有机物研究

采用相转化法将聚偏氟乙烯(PVDF)、二氧化钛(TiO2)和聚乙二醇(PEG)共混制得TiO2光催化有机-无机杂化超滤膜。利用实验室自制有机-无机杂化超滤膜在有无紫外光照条件下,对腐殖酸(HA)和水库源水样中天然有机物(NOM)的去除率和膜污染情况进行研究和分析,并比较了不同溶液环境(pH和离子强度)和有无紫外光照条件下对腐殖酸水样超滤过程的影响。结果表明,pH较低、离子强度较高的溶液环境有助于提高PVDF-PEG-TiO2膜对HA的去除率;光催化作用可以显著减少膜通量衰减,减少膜污染。     

新型GOT/PVDF改性膜对水中污染物的去除

通过水热反应法制备氧化石墨烯-二氧化钛(GOT)纳米复合材料,再通过浸渍提拉法将GOT负载于聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面,得到GOT/PVDF改性膜。考察膜对水溶液中腐殖酸(HA)和大肠杆菌的去除行为,及膜被腐殖酸污染后在紫外光和可见光照射下的自清洁能力。结果表明,与PVDF膜相比,GOT/PVDF改性膜对腐殖酸和大肠杆菌的截留能力增强,膜污染得到抑制,且改性膜被腐殖酸污染后,通过紫外光和可见光的照射分别可实现85.8%和82.2%的通量恢复率,具有良好的自清洁能力。     

聚酰胺纳滤膜对不同电性抗生素的去除及其机理研究

界面聚合法制备聚酰胺纳滤膜在去除水中抗生素方面有良好的应用前景,但其对带不同电性抗生素的去除效果及去除机理需进一步探究。本研究优化制膜条件：哌嗪溶液浓度为0.8wt%,均苯三甲酰氯溶液浓度为0.2wt%,反应时间为30 s。以带不同电性的氧氟沙星、环丙沙星和甲氧苄啶为特征抗生素,探究聚酰胺纳滤膜对抗生素的去除机理。结果表明,在聚酰胺纳滤膜去除三种抗生素过程中,孔径筛分作用占主导作用。在过滤初期,吸附作用可将截留率提高5%～12%。同时,由于聚酰胺纳滤膜带负电,在静电作用影响下,对荷负电氧氟沙星截留率最高,可达83.2%;对中性抗生素环丙沙星截留率次之,为82.7%;对荷正电甲氧苄啶截留率较低,为71.5%,表明静电排斥作用有利于抗生素的去除。