溶液pH值对微纳米气泡减轻超滤膜污染影响研究

为有效解决膜过滤过程中由于膜污染加剧而导致分离效率下降的问题,提出引入微纳米气泡工艺,研究了pH值为3.0、6.0和10.0时微纳米气泡(MNBs)对超滤过程的影响,通过扫描电镜和聚焦离子束电子束双束显微镜分析了膜表面污染。实验结果表明pH值为3.0、6.0和10.0时鼓入MNBs后超滤归一化通量分别为0.96、1.19和1.14。pH值为3.0时鼓入MNBs对腐植酸(HA)截留率无明显增强,pH值为6.0和10.0时鼓入MNBs后截留率分别提高了12.7%和10.0%。超滤膜表面滤饼层厚度随pH值增大而减小,鼓入MNBs后滤饼层疏松多孔,有效减弱了归一化通量下降。     

4nm孔径陶瓷膜去除水中钙离子研究

采用孔径为4 nm的陶瓷膜去除水中的Ca2+,考察了不同Ca2+含量、跨膜压差、溶液pH和温度对陶瓷膜渗透通量和Ca2+截留率随时间的变化情况。结果表明,溶液中的Ca2+含量越低,膜渗透通量越高,Ca2+截留率也越高;跨膜压差升高,膜渗透通量增大,Ca2+截留率降低;降低溶液pH及升高温度能够提高膜渗透通量及对Ca2+的截留率。对Ca2+的质量浓度为10 mg/L的水溶液,在TMP为0.1 MPa、溶液pH为3、温度为50℃时、孔径为4 nm陶瓷膜渗透通量稳定在80 L/(m2.h),Ca2+截留率为85%左右。研究结果可为金属离子微污染水的净化提供方法。     

纳米SiO2/SDBS复合强化超滤处理含镉废水的影响因素

以纳米SiO2同阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）复合的胶束强化超滤处理含镉废水。考察了粉体加入、pH值、粉体浓度对超滤的影响。结果表明,纳米SiO2加入后,膜通量提高了25%,Cd2+截留率有所提高,渗透液中SDBS的浓度在一定条件下有所降低。膜通量、SDBS及Cd2+的截留率随pH值的变化而变化,三者随纳米SiO2加入量的增大而降低。另外,膜阻力主要为膜面吸附和膜孔堵塞阻力。     

聚砜/纳米TiO_2有机-无机复合超滤膜及其性能

用阴离子表面活性剂改性的纳米TiO_2,加入到聚砜铸膜液中,采用相转化法制备了纳米TiO_2分散均匀的聚砜/TiO_2复合超滤膜.通过测定纯水通量、对牛血清蛋白的截留率、水接触角、黏度,抗污染性,机械强度及处理模拟含油乳化废水等实验,研究了不同TiO_2加入量对膜的超滤性能和力学性能的影响.结果表明,当纳米TiO_2的加入量为2%时,膜的性能得到了明显的改善,纯水通量提高了69%,同时膜的抗压强度和断裂强度也分别提高了50%和26.7%,并且膜的亲水性也明显增强,水接触角由72.1°降低到41.4°,膜的抗污染性明显增强,对含油乳化废水实验中,实现了出油率和渗透通量同时提高.但进一步增加TiO_2的浓度(3%以上)膜的机械强度、亲水性和超滤性能反而下降.因此在聚砜膜中适量地添加纳米TiO_2粒子,可明显改善膜的亲水性和力学性能,提高膜的通量,增强膜的抗污染能力,从而拓宽了膜的应用领域.     

纳米ZrO2修饰Al2O3微滤膜处理废冷却液的实验研究

膜分离技术处理含油废水表现出明显的技术优势,其应用还应解决膜表面易被污染,分离效果逐渐下降的问题,主要原因是由于油滴的易变形性引起的膜堵塞。为解决膜渗透通量与膜选择性的矛盾,本文在市售Al2O3微滤膜孔道表面制备纳米ZrO2涂层,利用纳米涂层改变微滤膜的表面亲水憎油性,阻止油滴的变形。研究了陶瓷膜修饰条件和膜过滤操作参数对膜渗透通量的影响,结果表明:纳米涂层能有效提高微滤膜的渗透通量。膜面流速的增加在一定程度上能提高膜渗透通量,但超过一定程度后,增加不明显。当膜面流速为7m/s,修饰陶瓷膜的最大渗透通量为280 L.m-2.h-1,油截留率为96.4%。纳米涂层修饰微滤膜具有良好的抗油滴污染性能,能有效实现稳定含油废水的油水分离。     

聚偏氟乙烯管式微孔膜的工艺研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)管式微孔膜生产工艺进行了研究。系统地讨论了相转化法制备管式微孔膜过程中各个因素的影响。研究发现，铸膜液温度对PVDF管式膜截留率和纯水通量影响不明显；铸膜液中加入NH4Cl后，膜的纯水通量增加，截留率减小，孔径增大；不同凝固浴制得的PVDF管式傲孔膜不同，膜的纯水通量和截留中也不同。     

m-ZrO_2/PVDF共混膜的制备及性能研究

针对PVDF膜在应用中亲水性差、易污染的缺陷,以小粒径的单斜相纳米Zr O2作添加剂,制备了1种新型m-Zr O2/PVDF共混膜,用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对该膜进行了物相及化学基团分析,用发射场扫描电镜(FSEM)观察表征了该膜表面与断面结构,并研究了m-Zr O2纳米颗粒质量分数在0~1%时,该膜的亲水接触角、纯水通量、截留率及通量恢复率等关键膜性能指标的变化情况。结果表明,m-Zr O2纳米颗粒的适宜加入量为质量分数0.75%,这可使PVDF膜的纯水通量、BSA过滤通量及纯水通量恢复率均提高约30%。     

复合正渗透膜的过滤特性及对二级出水截留效果研究

以某污水厂二级出水为原料液,采用型号TFC-ES正渗透膜研究过滤过程中的工艺特性(膜朝向、汲取液的种类及含量、错流速度)及适宜的膜清洗条件,以优化操作条件、降低浓差极化、减轻膜污染、提高正渗透膜性能。结果表明,以FO模式(活性层朝向原料液侧,AL-FS)、7.25 cm/s的错流速度、1 mol/L的Mg Cl2溶液作为汲取液时,复合正渗透膜的纯水通量大于9 L/(m2·h),反向盐截留率保持在99.90%以上。二级出水产生的可逆膜污染可采用简单的水力清洗方法,以17.4 cm/s的错流速度,去离子水清洗30 min后,膜通量恢复率大于90%。同时复合正渗透膜对二级出水中的溶解性固体(TDS)截留率高达98%以上,对金属离子Al~(3+)和Fe~(3+)的截留率可分别达到97%和100%,有机物、TN和TP的截留率均在82%以上,可为正渗透技术应用于废水处理提供相应参考。     

渗透模式影响纳米涂层修饰陶瓷微滤膜分离性能的研究

研究了膜分离技术处理含油废水存在因油滴变形引起的膜堵塞问题。为减少膜污染,使用在市场上销售氧化铝微滤膜孔道表面制备纳米ZrO2涂层,利用纳米涂层改变微滤膜的表面亲水憎油性,具有良好的效果。考虑其工业应用条件,重点研究了循环模式（模拟大量废水处理）和浓缩模式（模拟少量废水处理）对膜渗透通量的影响。结果表明：循环模式下料液的油浓度为恒定的,纳米涂层能有效提高微滤膜的渗透通量。膜面流速的增加在一定程度上能提高膜渗透通量,但超过一定程度后,增加不明显。当膜面流速为7m／s时,修饰陶瓷膜的最大渗透通量为280L／（m^2·h）,油截留率为96．4％。在浓缩模式下,料液的油浓度随渗透液的排出呈指数性增加,随着油浓度的增加,渗透通量持续衰减,油截留率持续上升。当油浓度达到一定程度后,修饰陶瓷微滤膜不能有效地实现稳定含油废水的油水分离。     

纳米TiO_2/聚醚砜复合膜的制备及其性能研究

通过共混和相转化法制备了纳米TiO_2/聚醚砜复合膜,并考察了纳米TiO_2对膜结构及性能的影响。结果表明,添加纳米TiO_2后,膜断面结构中微孔增多,指状孔长度增长,且有效改善了膜的亲水性和抗污染性。当纳米TiO_2含量为0.3%时,膜综合性能最佳,此时,复合膜的表面接触角为75.9°,纯水通量为50.23 L/(m2·h),对Na2SO4溶液的截留率为40.89%,对牛血清蛋白溶液(BSA)的通量恢复率为91.67%。     

壳聚糖纳米粒子改性反渗透膜的制备及性能研究

采用反相乳化法制备了壳聚糖纳米粒子(CSNP),以聚醚砜超滤膜为基膜,将CSNP添加在水相中通过界面聚合方法制备了一系列薄层纳米复合(TFN)反渗透膜,研究了CSNP添加量对TFN膜性能的影响。结果表明,CSNP优化添加质量分数为0.010%,即TFN-10膜对NaCl的截留率达到98.89%,水通量为40.53 L/(m~2·h),远高于TFN-0(TFC)膜的水通量(22.92 L/(m~2·h));且TFN-10膜在48 h的长期运行后,水通量和截留率分别稳定在32.20 L/(m~2·h)和99.07%,稳定性良好;对HA抗污染测试中,通量恢复率为83.67%,总污染率为24.84%,抗污染性能明显优于TFC膜(通量恢复率44.88%,总污染率58.19%)。     

HKUST-1掺杂聚醚酰亚胺混合基质膜的制备及性能

为改善超滤膜结构和性能，将金属有机框架材料HKUST-1掺杂于聚醚酰亚胺（PEI）铸膜液中，制备了HKUST-1掺杂聚醚酰亚胺混合基质膜（HKUST-1/PEI）。通过FTIR、SEM、AFM和水接触角测定仪对HKUST-1/PEI的结构、形貌以及表面浸润性能进行了表征。结果表明，HKUST-1纳米材料掺杂质量分数为0.05%的混合基质膜具有较好的性能，在0.1 MPa运行压力下，其纯水通量能够达到1304 L/(m2·h)，对质量浓度为1.0 g/L 牛血清白蛋白（BSA）的截留率在97%以上；在酸性（pH =2）、碱性（pH =12）溶液中浸泡24 h后，对BSA的截留率仅下降约2%（纯水通量基本保持不变），具有良好的耐酸碱性能；在80 ℃高温下膜的纯水渗透通量达到1587 L/(m2·h)且BSA截留率>95%，具有较强的耐高温性能；此外，其通量恢复率达到92%，膜的防污性能得到了极大的改善。     

渗透模式影响纳米涂层修饰陶瓷微滤膜分离性能的研究

研究了膜分离技术处理含油废水存在因油滴变形引起的膜堵塞问题.为减少膜污染,使用在市场上销售氧化铝微滤膜孔道表面制备纳米ZrO2涂层,利用纳米涂层改变微滤膜的表面亲水憎油性,具有良好的效果.考虑其工业应用条件,重点研究了循环模式(模拟大量废水处理)和浓缩模式(模拟少量废水处理)对膜渗透通量的影响.结果表明:循环模式下料液的油浓度为恒定的,纳米涂层能有效提高微滤膜的渗透通量.膜面流速的增加在一定程度上能提高膜渗透通量,但超过一定程度后,增加不明显.当膜面流速为7 m/s时,修饰陶瓷膜的最大渗透通量为280 L/(m2·h),油截留率为96.4％.在浓缩模式下,料液的油浓度随渗透液的排出呈指数性增加,随着油浓度的增加,渗透通量持续衰减,油截留率持续上升.当油浓度达到一定程度后,修饰陶瓷微滤膜不能有效地实现稳定含油废水的油水分离.     

正渗透处理二级出水过程中微生物对膜污染的影响研究

为了确定微生物对正渗透膜污染的影响,分别以UV消毒前后的二级出水为原料液考察了正渗透分离过程中微生物的存在对膜通量及污染物截留性能的影响。结果表明,二级出水经消毒处理后,膜通量的下降幅度明显减少;对原料液进行消毒处理不会显著影响磷酸盐、硝酸盐及TOC的截留率,但可使氨氮的总截留率降低10.9%;原料液经消毒处理后,所有污染物在膜表面的累积率均明显下降。污染后的膜经高压水枪冲洗后,两系统的膜通量均可以恢复到初始膜通量的84%。说明微生物的存在会加重膜污染的程度,同时微生物所造成的膜污染主要是疏松的滤饼层污染。     

中空纤维超滤膜回收PVA废水研究

针对纺织印染厂排放的含PVA退浆废水，利用中空纤维超滤膜实验装置对其进行处理试验，测试了错流速度、温度和废水中PVA含量对渗透通量和截留率的影响，并观察了在超滤过程中膜的污染行为、探讨了其工业化应用前景。     

关于中药水提液的粘度特征及其与膜通量的相关性初步研究

研究中药水提液的粘度对无机陶瓷膜微滤中药水提液膜通量的影响及中药水提液在微滤前后粘度变化规律。制备约200种中药（单味及复方）水提液为实验体系,在温度、压力、膜面流速恒定的条件下分别过0．2μmZrO2无机陶瓷膜,测定不同中药水提液的膜稳定通量及微滤前原液、微滤后渗透液、截留液的粘度,并用SPSS对它们的相关性进行分析。结果表明中药水提液的粘度与膜稳定通量有很大的相关性,微滤后渗透液的粘度减小且不同水提液粘度差异性变小,截留液粘度增大、且截留液粘度、粘度变化率与原液粘度呈高度显著线形相关。粘度是影响无机陶瓷膜微滤中药水提液膜通量的关键因素,在中药膜污染的防治过程中可通过提取路线的设计或对药液进行预处理降低药液的粘度从而提高膜通量,减少膜污染。     

高密度澄清池—内压式超滤组合净水工艺的试验

试验采用高密度澄清池—内压式超滤组合工艺,以模拟微污染地表水为处理对象,研究了组合工艺对浊度、CODMn、UV254、NH3-N等污染物质的去除效果,探讨了反冲洗的操作条件。研究表明,在最佳运行条件下,组合工艺对浊度、CODMn、UV254和NH3-N的平均去除率分别为99.85%、43.23%、40.85%和63.72%,系统保持平稳运行;当膜通量降低到初始通量的70%时,组合工艺的工作周期比单独超滤工艺过滤持续时间延长了大约4倍左右;当要达到同样的反洗效果时,增加反洗持续时间比缩短反洗周期更有效。     

聚偏氟乙烯管式微孔膜的工艺研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)管式微孔膜生产工艺进行了研究。系统地讨论了相转化法制备管式微孔膜过程中各个因素的影响。研究发现,铸膜液温度对PVDF管式膜截留率和纯水通量影响不明显;铸膜液中加入NH4Cl后,膜的纯水通量增加,截留率减小,孔径增大;不同凝固浴制得的PVDF管式微孔膜不同,膜的纯水通量和截留率也不同。     

壳寡糖汲取液的正渗透性能

以3种不同分子量的壳寡糖(COS)溶液为汲取液,研究了汲取液浓度与p H值、电导率、粘度和渗透压的关系,分析了不同分子量、壳寡糖浓度、膜活性层朝向时的水通量、反向溶质通量和截留率等因素的变化规律,讨论了其对纯水的回收率.结果表明,壳寡糖溶液具有较高的电导率和渗透压,可产生较高的水通量,正渗透膜的活性层朝向汲取液(AL-DS)模式时的水通量优于活性层朝向原料液(AL-FS)模式,但AL-DS模式下的反向溶质通量较AL-FS模式大;两种模式下膜的截留率均在99.9%以上,且AL-FS模式的截留率略高于AL-DS;COS汲取液对纯水的回收性能良好.     

壳聚糖络合超滤工艺去除原水中的锑

采用聚醚砜超滤膜,以壳聚糖为络合剂络合-超滤去除溶液中锑。试验研究了络合反应时间、p H、装载量比对锑的膜通量和截留系数的影响,以及体积浓缩因子、解离时间对锑截留系数及膜通量的影响,全过滤倍数对膜通量及壳聚糖回收率的影响。试验表明,在络合反应时间为1 h,p H值=6,装载量比为10时,RSb达到96%以上,膜通量基本不受影响。壳聚糖-锑溶液的浓缩因子为4,对浓缩的壳聚糖-锑溶液经p H值=2的HNO3进行酸化解络,解离平衡时间为20 min,解离率为83. 04%。采用全过滤过程回收壳聚糖,壳聚糖的回收率达到94. 1%。通过再生后的壳聚糖循环用于去除溶液中锑,RSb达到96. 1%,与新鲜的壳聚糖去除效果相当,均达到生活饮用水卫生标准。通过新鲜膜和被污染后的膜的性能表征及其水透过系数对比,证明长期运行后的超滤膜被严重污染,受污染后的膜的水透过系数仅为新鲜膜的33. 30%。