双疏膜膜蒸馏处理含有机溶剂废水的研究

采用内置双疏膜的真空膜蒸馏工艺处理N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液、乙醇溶液、喷漆废水和气田采出水四种含有机溶剂的水溶液,考察双疏膜处理含有机溶剂废水的可行性.实验结果表明,双疏膜可用于NMMO溶液和气田采出水的浓缩.实验过程中,NMMO溶液质量分数由25.0%提高到46.0%,截留率高于99.9%;浓缩后的气田采出水COD高于15 000 mg/L,盐和有机物的截留率分别为99.8%和95%.19%乙醇溶液的产水中乙醇质量分数最高可达28.1%,始终高于浓水中的乙醇浓度,因此由于乙醇具有高挥发性,无法对其溶液进行浓缩;工业喷漆废水中有机溶剂2-丁氧基乙醇具有很强的表面活性剂功能,导致双疏膜被迅速浸润.本研究为双疏膜用于膜蒸馏技术浓缩有机溶剂废水提供了方向指导和实验支撑.     

高锰酸钾强化混凝/砂滤/超滤组合工艺处理松花江水试验研究

进行中试试验考察了高锰酸钾对混凝/砂滤/超滤组合工艺去除松花江水中污染物的强化效能及对膜渗透性能的影响.结果表明,高锰酸钾可以强化对水中污染物的去除,DOC去除率由21.4%提高到33.4%,UV254去除率由14.2%提高到28.0%,膜出水浊度低于0.1NTU,大于2μm颗粒物少于10个/mL;此外,高锰酸钾可以改善膜渗透性能,延缓了膜通量的降低速率,提高了膜通量.     

MBR与NF联用净化微污染水源水研究

对纳滤膜在不同产水率条件下的净水性能和膜通量衰减过程,以及纳滤膜在产水率90％条件下的运行特性进行了分析.采用MBR作为预处理与纳滤膜联用,考察联用工艺对水中氨氮和有机物的去除效果,以及MBR膜和纳滤膜的污染情况.结果表明,相比于额定工况,纳滤膜在90％产水率条件下运行,对有机物的去除率和脱盐率分别降低4％和3.5％,仍具有优越的净水性能;膜通量衰减速度增加17％.研究同时表明,降低纳滤膜进水中有机物的浓度能够有效缓解纳滤膜的污染过程,使纳滤膜能够在90％产水率条件下保持较高的通量.MBR与纳滤膜联用对氨氮和TOC表现出良好的去除效果,在进水浓度为1.5 mg/L、3.5 mg/L时,出水分别降低到0.4 mg/L、0.2 mg/L.MBR通过去除水中的颗粒物和有机物,有效地缓解了纳滤膜的污染过程,在60天的运行中纳滤膜通量仅下降24.7％,但MBR膜TMP增长较快,试验中共进行了6次膜清洗.     

外置式中空纤维膜-生物反应器处理污水的研究

设计了可正/反运行的外置式膜-生物反应器(RMBR),研究了RMBR处理污水的工艺条件,讨论了膜面流速、添加粉末活性炭(PAC)等因素对临界膜通量、CODcr脱除率的影响.结果表明:在进水水质CODcr为312~584 mg/L,NH3-N为16~40 mg/L时,RMBR的出水水质达到CODcr<15 mg/L(脱除率>96.5%),NH3-N<1.53 mg/L(平均去除率>80%),浊度<0.17 NTU;添加PAC后出水水质CODcr<4.22 mg/L,临界循环比降低了10%~20%;对于已污染的膜,水反冲洗、碱浸泡后水反冲洗、碱浸泡 酸浸泡后水反冲洗可使膜通量恢复至新膜的47%,83%,94%;组件反置运行可使膜通量恢复约10%.     

纳滤膜去除饮用水中苯系污染物效能试验研究

采用错流纳滤工艺开展了饮用水中苯系污染物的去除效能和纳滤运行特性的研究,考察了纳滤膜对苯、乙苯、邻二甲苯和间二甲苯的截留效果,研究了操作压力、浓水流量、离子浓度、进水温度和苯系污染物浓度等因素的影响.结果表明,随着操作压力和进水温度的升高,膜通量呈增加趋势;随浓水流量和离子浓度的升高,膜通量呈降低趋势;随着回收率、操作压力、离子浓度和进水温度的增加,纳滤膜的截留率均降低;随浓水流量和苯系污染物浓度的增加,纳滤膜的截留率升高.在所有试验条件下,纳滤膜对4种苯系污染物的截留率都介于86.56%~98.85%之间,出水中乙苯、邻二甲苯和间二甲苯含量均符合《生活饮用水卫生标准》(GB5749—2006);进水苯含量低于0.1mg/L时,出水苯含量能满足国标要求.通过研究投资和运行成本,确定出经济运行参数为回收率90%、操作压力0.6 MPa和浓水流量30L/min.     

用混凝-超滤法处理低温低浊水

考察了采用混凝-超滤法处理低温低浊时期松花江水的中试试验效果,并与水厂常规处理水质进行了比较.试验结果表明:混凝-超滤法出水浊度恒低于0.3 NTU;投加20 mg/L聚合氯化铝,超滤膜对CODMn去除率达到50%~58%,膜出水色度为6~8度;此外,投加混凝剂可以使膜渗透性能得以改善.因此混凝-超滤法可以作为低温低浊水处理的有效方法.     

等离子改性PVDF超滤膜在MBR中耐污染性能研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜进行丙烯酸(Acrylic Acid,AA)等离子体化学沉积改性,傅里叶衰减全反射红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及力学性能试验分析表明,膜表面引入了羧基,成功接枝了AA聚合单体,且改性膜柔韧性得到提高,改性后膜清水通量增加了12.04%~16.12%.采用浸没式MBR反应器,在气水比为20∶1条件下对改性膜与原膜进行平行对比实验,实验表明,表面性能的改变可有效阻碍滤饼层污染物在膜表面沉积与压实.经水力及化学清洗后,改性膜通量恢复率都略高于原膜,抗滤饼层污染的能力得到提高.改性膜与原膜出水浊度为0.0~0.6NTU,COD去除率数据表明改性膜出水效果略优于原膜.     

气浮-超滤处理新闻纸过程水的试验研究

采用气浮-超滤技术对某新闻纸造纸过程水进行处理,考察了超滤技术去除气浮处理的出水中细小悬浮物质和胶体物质、溶解性有机物的效果.经过近40 d的运行和验证,出水水质良好,出水浊度和UV280分别维持在0.15 NTU和1.5以下;膜通量维持在42.5～43.0L/(m2 ·h)之间,负压平稳缓慢上升,但维持在较低低范围,40 d时达到0.0146MPa.     

不同挂膜时间铁锰复合氧化物活性滤料对地表水中氨氮去除效果的研究

将地下水环境中不同挂膜时间的铁锰复合氧化物活性滤料用于地表水环境,进行高浓度氨氮水处理实验.结果表明:不同挂膜时间滤料抗浓度负荷、水力负荷能力均较强,滤柱出水氨氮浓度能够达标;在进水氨氮浓度为2.1 mg/L、滤速为12 m/h时,挂膜4 d的铁锰复合氧化物活性滤料对氨氮去除率达到了85.7%,去除效果良好;但该滤料受反冲洗影响较大,且挂膜时间越短影响越大.     

丙烯酸酯-乙烯基三乙氧基硅烷共聚物膜的制备及乙醇/水中的溶胀吸附性能研究

采用乳液聚合法制备了丙烯酸酯-乙烯基三乙氧基硅烷共聚乳液.用全反射-傅立叶红外光谱仪( ATR- FTIR)对共聚物膜结构进行了表征.考察了VTES与丙烯酸酯用量比对共聚乳液的绝对黏度、共聚物膜的交联度及亲水性、溶胀吸附性能的影响,最后计算了共聚物膜在乙醇和水中的扩散系数.实验结果表明:VTES与丙烯酸酯发生自由基聚合;随着VTES与丙烯酸酯用量比的增大,共聚乳液的绝对黏度逐渐增加,共聚物膜的交联度及接触角逐渐增大.提高乙醇浓度或者增加温度,都可以提高共聚物膜在乙醇/水体系中的溶胀度;VTES与丙烯酸酯用量比为0.15的共聚物膜在乙醇中的扩散系数最大,为0.023 09×10-4 m2/s;VTES与丙烯酸酯用量比为0.02的共聚物膜在水中的扩散系数最大,为0.023 57×10-4 m2/s.     

一种用于从水中分离挥发性有机化合物的疏水性渗透汽化中空纤维复合膜

研制出一种名为VOC-SEP200新型中空纤维疏水性复合膜，并考察了这种复合膜从水中分离BTEX(苯、甲苯、乙苯和二甲苯)的性能．这4种芳香碳氢化合物是工业有机废水中的一组有代表性的污染物，本研究的最终目的是想从现实的工业废水中回收这些化合物．采用料液在纤维中孔流动的方式，系统考察了进料液流速、操作压力、温度和进料液浓度对膜分离效率及膜性能的影响．结果显示，随着进料液流速的提高，BTEX的通量随之增大．这是由于随着进料液流速的提高，浓度极化的影响会减少，同时BTEX和水的分离因子会有显著增大．结果还显示，膜的性能随膜横向的驱动力降低而提高，其最佳的渗透压范围是10．7～13．3kPa(即80～100mmHg)，此时BTEX通量达到最大平稳值，同时水的通量最小．提高渗透压可减少操作费用，同时可增强分离效果，和预期的情况一样，BTEX和水的渗透通量都随着温度和进料浓度的提高而增大，但再进一步提高浓度和温度，则对水通量不产生影响．水通量在初始阶段的增加可以归因于膜的溶胀，水通量不再随温度和浓度的进一步升高而增加，可以归因于水分子的聚集与膜的溶胀达到了平衡，     

浸入式中空纤维膜组件在线反洗参数分析

根据浸入式中空纤维膜组件应用特点,对反洗压力和反洗流量在线反洗中的控制进行了讨论,并对膜组件安装位置对在线反洗的影响和在线反洗操作模型进行了分析.认为保证距膜纤维出水口最远处,即"最不利"点的清洗效果是在线反洗参数设计的基本原则.当考虑膜组件安装位置产生的重力水头影响时,组件放置高于系统出水点时应控制的最低反洗压力为b/K'+H;当组件低于系统出水点时应控制的最低反洗压力为b/K'-H.根据单根纤维反洗传质模型引入在线反洗参数ζ,当Q'/p_e<ζ时,不能保证沿整个膜纤维得到有效清洗.在反洗流量和压力一定时,对应的反洗压力和流量均存在效率最高值,最佳反洗压力和反洗流量的选择可根据最高效率范围进行选择.     

U型中空纤维膜水力特性的模型分析

依据水力学原理，建立了竖立式U型中空纤维膜出水量及内压的数学模型，对其结果的理论分析表明：在相同的水头作用下，纤维膜流量随距出水口距离的减小而呈比例增加，但在出水水头较高时，增加的速率要大于出水水头较低时增加的速率；类似地，在纤维内部的不同位置，流量随出水作用水头的增加而增大的速率也是不同的，离纤维出口越近，这种速率的增加就越快，越明显．因此，要想增大出水流量，应尽量提高出水的作用水头，另外还可以在一定范围内增加纤维的长度；纤维内压随距出水口距离的减小而迅速减小，曲线呈类抛物线的形状；离出水口越远，纤维内压随出水水头的增大而增加的速率越大；流量与内压成直线关系，纤维内部距出水口越近，内压随流量增加而增加的梯度越小；由于液体黏度的影响，温度升高，流量增大；但温度越高，流量的增加梯度越小。     

颗粒物质控制膜污染的增强型膜生物反应器工艺的研究

用于废水处理的膜生物反应器工艺(MBR),是指通过膜过滤实现活性污泥与产水的分离的新型生化法处理废水技术.由于MBR具有占地面积小和出水水质好的优点,膜生物反应器成功应用到废水处理中的案例正在迅速增加.膜污染是MBR废水处理工艺面临的主要问题之一.膜污染会导致膜的渗透性能降低,为此必须通过化学清洗才能恢复膜的性能.为了实现无化学清洗的MBR工艺,研究使用持续物理冲刷去除膜污染层的方法.在活性污泥中加入颗粒物质(粉料),通过这些颗粒物质的持续冲刷作用实现去除膜污染层的目的.经过8个多月的实验,膜组件的渗透性能保持不变,通量可以达到40 L/(m2.h)以上.系统安装了在线的浊度仪作为产水质量的检测,在试验过程中,浊度始终没有变化.作为对比,同时也进行了一个参照实验(MBR标准工艺,没有加入颗粒物质),实验结果表明,传统的MBR工艺的膜组件渗透性能会不断下降导致通量下降,需要进行化学清洗.新型MBR工艺高通量和无需化学清洗的优势,将极大地提高MBR工艺的成本效益.     

超滤膜生物反应器处理生活污水的试验研究

用外压一体化中空纤维超滤膜生物反应器（ＵＭＢＲ）进行了处理生活污水的试验．结果表明,当水力停留时间（ＨＲＴ）为５ｈ、膜通量在４４２～１１０Ｌ／ｈ时,ＵＭＢＲ对生活污水中ＣＯＤ、浊度、ＳＳ的去除率分别可达９０％、９８％、１００％,出水ＣＯＤ＜６０ｍｇ／Ｌ、浊度＜３、ＳＳ为０,污泥质量浓度ρＭＬＳＳ、污泥负荷Ｆｒ、反应器容积负荷ＦＷ分别为６２ｋｇ／ｍ３、０４６ｋｇ／（ｋｇ·ｄ）、１８２ｋｇ／（ｍ３·ｄ）．初步探讨了超滤膜的堵塞机理,通过杀菌清洗可使超滤膜通透能力恢复到新膜的９７％以上．ＵＭＢＲ出水浊度低,水质稳定,宜于回用     

膜法浓缩己内酰胺废水

为研究己内酰胺生产过程中废水的膜处理条件,以巴陵石化己内酰胺生产废水为研究对象,采用反渗透膜处理工艺,在一定条件下,考察浓缩倍数对膜通量及浓缩液和透过液的水质,包括电导率、COD、pH的影响.结果表明,反渗透膜能有效地处理己内酰胺生产过程的部分废水,且水质稳定.在适宜浓缩倍数下,离子交换过程中产生的反冲洗废水的透过液水质可达到我国工业废水排放标准,聚合废水透过液也能满足生化处理要求,对于本实验采用的原料液,离子交换废水的处理控制浓缩倍数为8左右,聚合废水浓缩4～5倍较合适.     

厌氧膜生物反应器在食品废水处理中的应用研究

分别采用小试规模(50 L/d)外置错流管式厌氧膜生物反应器和中试规模(20 t/d)浸没式厌氧旋转膜生物反应器进行了食品厂废水的处理实验研究.结果表明,加入超滤膜单元提高了厌氧系统的总有机物去除率及甲烷产量,使系统出水水质更加稳定;外置错流式超滤膜随运行时间的延长通量明显下降,而旋转式超滤膜可通过膜片旋转速度提高和保持膜通量;浸没式旋转膜组件的运行能耗较外置管式膜组件至少降低30%;但不同形式的厌氧膜生物反应器对氨氮和总磷去除能力有限,需进一步处理.     

Combined advanced oxidation and biological treatment of tannery effluent

During leather processing in tanneries, considerable amount of wastes with organic and inorganic pollutants are generated. For removal of these pollutants and recovery of water, biological treatment methods and reverse osmosis (RO) based membrane technologies are adopted. While recovering water from treated tannery effluent using RO membranes, presence of residual organics, dye molecules, and other impurities in the effluent have been reported as the major drawback which leads to membrane fouling and failure. In this study, an attempt was made to improve the quality of the treated tannery effluent by subjecting the secondary treated tannery effluent by ozonation alone and ozonation of primary and secondary treated tannery effluent followed by aerobic biological Sequential Batch Reactor (SBR). Maximum color reduction of 98% at pH value of 12 with ozonation alone was observed for secondary treated tannery effluent. Ozonation of secondary treated tannery effluent followed by further biological treatment in aerobic SBR increased the chemical oxygen demand (COD) removal rate and resulted in COD values less than 300 mg/L. In case of primary treated tannery effluent, maximum COD reduction of 64% was achieved in SBR.     

两种海藻酸钙膜的制备及吸水性能

分别采用冷冻干燥法和自然晾干法制备海藻酸钙膜材料,考察比较了两种海藻酸钙膜材料的形貌及吸水性能。海藻酸钙自然晾干膜为无色透明膜,冻干膜为白色海绵膜,且冻干膜与晾干膜相比具有开放、贯通的多孔结构,其孔径介于100μm～200μm之间。海藻酸钠质量百分比含量为2%时,晾干膜和冻干膜对蒸馏水的吸水率分别为78.7%和985.0%,经3500r/min离心3min后保水率分别为42.5%和81.8%,两膜材料均具有较好的重复使用性能,其中反复吸水-放水4次后冻干膜的吸水率仍高达869.4%。