氧化石墨烯/聚酰亚胺复合膜的制备及其纳滤分离性能的研究

本文以均苯四甲基酸酐(PMDA)、4,4-二氨基二苯醚(ODA)作为原料，在合成过程中加入氧化石墨烯进行掺杂，制备出氧化石墨烯/聚酰亚胺复合膜，并考察了其纳滤分离性能。结果表明，在1.6MPa，膜面流速为0.25m·s^-1，操作温度20℃的条件下，膜通量为46.9L·(m²·h)^-1,Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别为91.21%和77.78%；对比相同条件下的纯聚酰亚胺纳滤膜，膜通量提升33.47%,Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别提升了13.28%和18.98%。因为氧化石墨烯具有很高的比表面积，并且在表面具有大量的亲水基团等特殊结构，所以通过掺杂可以明显提高聚酰亚胺纳滤膜的分离性能。     

Fe(Ⅱ)非生物氧化-沉淀联合工艺对As(Ⅴ)去除的研究

由于现代化工业进程快速发展,大量砷污染物进入水体,引起水质恶化。提出了氧诱导Fe(Ⅱ)非生物氧化与As(Ⅴ)共沉淀,是一种节省成本、时间且高效的As(Ⅴ)去除方法。考察了pH、Fe(Ⅱ)/As(Ⅴ)摩尔比、溶解氧(DO)浓度、温度及共存离子对As(Ⅴ)去除的影响。结果表明,同步氧化Fe(Ⅱ)可显著提高亚铁除砷效率。随着pH从5.3增加到8.0,As(Ⅴ)去除能力先增大后减小,最佳pH为6.4;溶解氧质量浓度从0提高到4 mg/L,反应60 min后As(Ⅴ)的去除率提升了37.85%;反应体系中共存离子(Cu²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺、Cl^-、NO₃^-、PO₄^-)存在时,Mn²⁺促进As(Ⅴ)的去除,Mn(Ⅱ)=0.5 mg/L,As(Ⅴ)的去除率提高了11%;提高温度和亚铁浓度均能增加As(Ⅴ)的去除率。SEM-EDS结果表明,氧气存在时固体颗粒由松散细小转化为轮廓清晰、簇团密实的球形团聚,...     

陶瓷膜短流程工艺处理重金属废水

针对电镀行业重金属废水常规处理方法存在的药剂投加量大、污泥产量多、水质波动影响大等不足,本文提出了一种新工艺-陶瓷膜短流程处理工艺,即废水通过调节pH值使重金属离子形成相应的氢氧化物絮体后,直接进入陶瓷膜组件过滤,同时辅以曝气缓解膜污染。通过实验室小试研究了pH值、重金属质量浓度和曝气量等因素对重金属(Cu²⁺、Cr³⁺和Ni²⁺)去除效果以及陶瓷膜跨膜压差的影响,并进行现场中试验证。试验结果表明:pH=10时,Cu²⁺、Cr³⁺和Ni²⁺的去除率分别达到99.8%、99.7%和99.9%,耐冲击负荷强,原水重金属离子质量浓度为500mg/L时出水也能满足要求。气水体积比值为15时,能在保证出水水质的前提下显著缓解膜污染。该工艺中陶瓷膜的污染主要为可逆污染,可以通过水力反冲洗去除。在pH=10、气水体积比值为15和膜通量为80L/(m²·h)时,现场中试工艺出水中Cu²⁺、Cr³⁺和Ni²⁺的质量浓度分别低于0.15mg/L、0.3mg/L和0.1mg/L,而且跨膜压差保持稳定。     

序批式膜生物反应器处理船舶生活污水研究

采用序批式膜生物反应器处理模拟船舶生活污水,研究系统对有机污染物的去除效果及膜污染情况,考察进水铝离子浓度对去除率和膜污染的影响。结果表明,Al~(3+)质量浓度不高于10 mg/L时,对COD的去除没有影响,去除率保持在80%以上。铝离子不利于去除NH_4~+-N,Al~(3+)质量浓度较低时,NH_4~+-N去除率达到65%以上,Al~(3+)质量浓度高于5 mg/L时,NH_4~+-N去除率下降至50%左右。但铝离子有利于TP的去除,Al~(3+)质量浓度低于1 mg/L时,TP去除率稳定在63%左右,Al~(3+)质量浓度达到3 mg/L时,TP去除率增加至80%以上。Al~(3+)质量浓度较低时,不会显著增加膜污染,当Al~(3+)质量浓度为10 mg/L时,会加速TMP的增大,加速膜污染。     

光催化降解土霉素的影响因素及反应动力学研究

采用自制TiO₂/ACF光催化材料对土霉素模拟废水的降解过程进行了研究，探究了不同土霉素的浓度、溶液pH、腐殖酸浓度以及常见无机离子对其降解过程的影响，并对其光催化降解动力学进行了研究。研究结果表明：1)TiO₂/ACF光催化氧化法对30～70 mg/L范围内土霉素降解率均在80%以上，其降解过程符合准一级动力学模型；2)土霉素浓度越低，土霉素降解率和COD去除率越高，30 mg/L时达86.1%和50.4%;3)随着pH的增加，土霉素降解率和COD去除率均先增大后减小，pH为7时土霉素降解率最大为85.0%,pH为5时COD去除率最大为51.1%;4)腐殖酸的存在明显抑制了土霉素的降解过程，浓度越高抑制作用也越大，添加10 mg/L腐殖酸土霉素降解率降低了12.5%;5)Cl^-、Cu²⁺、Mg²⁺存在时，COD的去除有明显提高。HCO₃^-、NO₃^-的存在则降低了土霉素降解速率常数。     

混凝脱硫耦合物料膜处理纳滤浓缩液

纳滤浓缩液水质复杂,其Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、COD浓度都很高,盐分高,结垢性强,经常导致后续工艺减量化膜系统结垢堵塞。SO₄^2-的存在会抑制减量化膜系统的稳定运行,因此需要实现对SO₄^2-的有效去除。混凝法可以在去除COD的同时有效降低浓缩液SO₄^2-浓度,将SO₄^2-从25 000 mg·L^-1降至1 400 mg·L^-1;石膏法运用最为广泛,成本低,步骤简单,但是仅能将SO₄^2-从14 000 mg·L^-1降至2 600 mg·L^-1;钙矾石法去除率高,可将SO₄^2-从14 000 mg·L^-1降至610 mg·L     

膜电解法用于循环冷却水处理

在传统微电解反应器基础上增加离子膜并用于处理循环冷却水。由于离子膜的存在,反应器阴极室内能够快速富集OH^-,有利于去除Ca²⁺和Mg²⁺,同时阳极室内电解产生的Cl₂溶于水生成的次氯酸盐可作为杀菌剂使用。探究了离子膜类型、电流密度、水力停留时间、极板间距等参数对循环冷却水硬度去除率和比能耗的影响,并探究了阳极室NaCl浓度对除硬效果、比能耗和阳极副产物的影响。结果表明,使用阳离子膜的反应器,在进水硬度为500 mg/L(以CaCO₃计)、电流密度为25 A/m²、水力停留时间为14 min、极板间距为12 mm、阳极NaCl质量分数为4%、电解时间为6 h的条件下,硬度去除质量浓度为466 mg/L,硬度去除率为93.2%,比能耗为3.69 kW·h/kg,阳极液有效氯质量浓度为3.99 g/L。相比常规微电解法,膜电解法提高了循环冷却水的硬度去除率和电流效率,同时阳极液可以作为杀菌剂使用,提高了经济效益。     

利用纳滤膜分离精制饱和卤水的研究

针对饱和卤水直接制碱过程需要去除硫酸根、钙离子、镁离子（SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺）等杂质离子的问题,探索了利用纳滤膜分离精制饱和卤水新工艺。通过考察NF270、DL2540、ESNA1 3种类型纳滤膜的透过通量和离子截留率,确定了选用DL2540为实验用膜;分析了DL2540纳滤膜对离子的截留性能和对盐田饱和卤水的分离性能及其对饱和卤水精制的效果。结果表明,增加同离子浓度、降低压力有利于不同价态阳离子、阴离子间的分离,DL2540纳滤膜对盐田饱和卤水中SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别达到95%以上、30%~50%、30%~70%,对Na⁺、Cl^-截留率均低于15%,进一步证明DL2540纳滤膜具有较好的稳定性和二价离子截留效果,在饱和卤水精制上展示出较好的应用前景。     

UV/Na2CO5降解水中咪唑类离子液体影响因素的研究

采用UV/Na₂CO₅技术去除水中24种咪唑类离子液体,探究了过碳酸钠(Na₂CO₅)浓度、不同初始pH、无机离子种类、腐殖酸(HA)浓度和不同真实水体等对降解的影响,并通过自由基淬灭实验推断了反应体系中起作用的自由基。实验结果表明,24种咪唑类离子液体的光降解均符合假一级动力学,但光降解速率常数与其自身结构性质未呈现明显相关性。离子液体的光降解速率随着Na₂CO₅浓度的升高而增加,当Na₂CO₅与1-辛基-3甲基咪唑溴盐(IL-5)的摩尔浓度比为10:1时,IL-5在5 min之内几乎可以100%被降解。反应体系的pH对IL-5的降解有重要影响,当pH=8时,IL-5的降解速率常数最高,为0.011 4 s^-1。Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-对IL-5的光降解无影响,SO...     

不同条件下Co2+对锌电积的影响

Co²⁺是湿法炼锌中重点关注的有害杂质之一。以含Co²⁺的硫酸锌溶液作为模拟研究对象,整体研究含Co²⁺的硫酸锌溶液中分别存在松醇油和Mg²⁺时,Co²⁺对锌电解的影响行为。结果表明,当电积液中不存在松醇油和Mg²⁺时,Co²⁺的存在造成了锌板的穿孔,出现了轻微“烧板”现象,需要将电积液中Co²⁺浓度控制在0.6 mg/L以下。当电积液中加入0.21 g/L的松醇油时,Co²⁺的含量对锌电积的不利影响比电积液中不存在松醇油时的影响更大,需要将电积液中Co²⁺浓度控制在0.4 mg/L以下。当Mg²⁺浓度分别为5 g/L和10 g/L时,需要将电积液中Co²⁺浓度控制在0.4 mg/L和0.2 mg/L以下。当Mg²⁺浓度为1 5 g/L时,电积液中的C o²⁺应尽量除尽。     

巯基改性SiO2吸附剂对高氨氮废水中金属离子的去除研究

针对高盐氨氮废水处理过程中,高碱会形成金属铵络合及氨气大量逃逸,造成氨氮去除率低、车间环境恶化等不足。本工作基于金属螯合机理,合成了巯基改性的 SiO₂。考察了改性吸附剂添加对各种金属阳离子(Fe³⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Pb²⁺、Mg²⁺)的去除效率。结果表明,当采用混合碱剂+改性吸附剂时,在弱碱(pH=8)时即可实现多种金属离子的去除,去除率达98%以上(除Mg外),实现了高盐高浓度氨氮废水清洁处理。     

电芬顿工艺对垃圾渗滤液纳滤浓缩液的处理性能研究

本研究采用电芬顿工艺处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液,系统考察电流密度、n(H₂O₂):n(Fe²⁺)、pH等工艺参数对渗滤液纳滤浓缩液COD的去除性能,运用响应曲面法推算最优工艺条件。结果表明,电芬顿处理渗滤液纳滤浓缩液的最优工艺参数反应时间为2h,电流密度为6.471 mA/cm²,n(H₂O₂):n(Fe²⁺)为12,pH为3.78,COD去除率可达到80.7%。     

纳滤法去除中低放射性废水中钴离子的研究

研究纳滤法对模拟核电站中、低放射性水平废水中痕量Co2+的去除效果,采用NFW-2B平板聚酰胺纳滤复合膜,考察了压力、pH、无机离子干扰和投加有机络合剂等情况下对膜通量和Co2+去除率的影响。结果表明,随着压力的升高,膜通量增大,截留率在一定压力范围内先增大后降低;pH对膜通量影响不大,在25℃、pH=10附近时,截留效果最佳;在以聚丙烯酰胺作为络合剂的情况下,pH=7、装载量比为0.25时得到较好的去除效果,有效截留率达到98%以上。     

改性柚子皮对污染海水中铜离子的吸附研究应用

为了寻求性能良好的环保型吸附剂，用于去除海水中重金属Cu(Ⅱ),以柚子皮对Cu(Ⅱ)的吸附率和吸附容量为指标，研究不同质量浓度的氢氧化钠和柠檬酸对柚子皮改性后的吸附效果，并探究反应时间、反应温度、pH值、海水中共存主要金属离子(Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)、Cu(Ⅱ)浓度与柚子皮用量对改性柚子皮吸附海水中Cu(Ⅱ)性能的影响。实验结果表明：柚子皮被5%柠檬酸改性后的吸附率较好，比未改性柚子皮对Cu(Ⅱ)的吸附率高出约一倍；当Cu(Ⅱ)质量浓度为10 mg/L时，在反应温度为25℃、吸附时间为60 min、改性柚子皮投加量10.0 g/L时，改性柚子皮对Cu(Ⅱ)的吸附效果比较好，吸附率为97.0%;随着Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺质量浓度的变大，改性柚子皮对Cu(Ⅱ)的吸附率减小，但减少幅度不大，仍均保持在90%左右，说明改性柚子皮可以很好地用于海水中Cu(Ⅱ)去除，对于取样于天津附近海水中的Cu(Ⅱ),平均吸附率可达83.03%。     

Fe3+诱导聚多巴胺-聚乙烯亚胺电沉积制备单价选择性膜

仿生黏合剂聚多巴胺(polydopamine,PDA)与聚乙烯亚胺(polyethyleneimine,PEI)共沉积是构建单价选择性分离层的有效方法。本实验通过浸泡预处理将Fe³⁺引入阳离子交换膜，并利用电场作用和Fe³⁺诱导PDA-PEI在膜面沉积改性。结果表明，该方法大大缩短了单价选择性膜的改性时间，制备了单价选择性阳离子交换膜。利用扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计、红外光谱仪、zeta电位对制得的膜进行表征和性能测试，探讨了Fe³⁺浓度对改性膜性能的影响。表明随着Fe³⁺浓度的增加改性膜的膜电阻呈上升趋势，而表面荷正电性和选择性均呈先增加后降低的趋势。由于电场和Fe³⁺对多巴胺聚合过程的共同影响，当Fe³⁺的浓度为0.001mol/L时，改性膜Na⁺/Mg²⁺选择性高达12.8，并且具有较低的膜电阻和优异的稳定性。     

纳滤-反渗透分离膜处理水性漆废液中COD的研究

针对某整车厂涂装车间产生的高浓度水性漆废液,经混凝预处理后,采用纳滤-反渗透工艺进行处理。膜处理过程采用纳滤-反渗透二级膜处理,使COD(化学需氧量)从1.75×10 ⁵ mg/L左右降低到1.10×10 ⁴ mg/L左右,去除率达93.7%。其中,纳滤的COD去除率在25%~31%,反渗透对纳滤进水的COD去除率在85%~93%。通过考察膜通量,比较管式纳滤膜和振动纳滤膜的性能,表明振动膜的处理性能和耐用性高于管式膜。能谱仪(EDS)分析表明,该水性漆为丙烯酸类,且硫化程度较高。     

进水水质对纳滤膜苦咸水软化的分离性能

针对黄淮地区苦咸水,构建了小试级别的纳滤膜法软化系统,并开展了包括pH、总溶解固体含盐量（TDS）和总有机碳（TOC）等进水水质对DL、DK型纳滤膜的软化分离实验。结果表明,pH为3~10、TDS为1317~5926 mg·L^-1和TOC为2.72~12.24 mg·L^-1的进水条件下,DL和DK纳滤膜比通量随pH的增加分别呈先上升后下降和缓慢下降的趋势,随进水TDS和TOC的增加呈整体下降趋势,而纳滤膜对硬度离子（Mg²⁺和Ca²⁺）的截留率均呈明显的上升趋势。DL膜运行至267 h时,膜比通量下降幅度超过10%,进行化学清洗,酸洗后膜比通量恢复率达到85.05%,酸洗加碱洗后该值高达97.2%,结合扫描电子显微镜和原子力显微镜表征结果,可知化学清洗对膜面污染有较好的去除效果。     

纳滤膜去除水中微量邻苯二甲酸酯的研究

邻苯二甲酸酯（PAEs）是一类环境雌激素,对人体健康造成严重危害。本研究运用纳滤膜处理水中微量PAEs,以最常用的邻苯二甲酸二乙酯（DEP）,邻苯二甲酸二丁酯（DBP）,邻苯二甲酸二环己酯（DCHP）,邻苯二甲酸二异辛酯（DEHP）为研究对象,研究压力、原水浓度、离子强度、和pH值等因素对其截留行为的影响。结果表明：纳滤技术是去除水中微量PAEs的有效方法,平均截留率在90%以上;纳滤过程中,截留率随物质分子量的增加而增加;影响膜性能的主要的因素是操作压力、离子强度和pH值,原液浓度对膜性能影响不大;最佳去除条件为：压力0.4MPa,pH=7,电导率为0.2μS/cm。     

二价铁活化过碳酸钠对磺胺甲唑的去除

近年来,地下水中抗生素等新兴污染物的存在及可能引起的环境健康风险受到日益广泛的关注。作为一种新型氧化剂,过碳酸钠（SPC）对环境友好,不会产生二次污染,具有地下水修复的应用前景。然而,目前尚无SPC对水中抗生素去除效果的研究报道。因此,本文开展了二价铁活化过碳酸钠体系对水中典型抗生素磺胺甲唑（SMX）的去除研究,考察了pH、常见的无机离子和天然有机物对SMX去除的影响。结果表明,随着二价铁和过碳酸钠投加量的增加,SMX的降解效果从45.2%显著提高到91.9%。溶液初始pH对反应的影响不显著,当pH在3~9的范围内,降解效果影响较小,但当pH>10时,反应不再进行。HCO₃^-对反应会产生显著的抑制,当HCO₃^-的浓度为0.6mmol/L时,去除效果即由98.9%下降至38.6%;高浓度的Cl^-对反应略有抑制,当Cl^-浓度达到60mmol/L时,SMX的去除率由98.9%下降到95%;除此以外,包括SO₄^2-、NO₃^-、Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺等地表水中常见的离子均对反应无明显影响。腐植酸对该反应体系的影响也较小,只有当腐植酸浓度达到50mg/L后,才会对反应过程产生一定的抑制。     

燃煤电厂脱硫废水预处理软化工艺的试验与优化

燃煤电厂脱硫废水零排放工艺前端需设置预处理段去除悬浮物、钙镁硬度等，以达到后续除盐设备的稳定运行要求。以某电厂生产过程中的脱硫废水作为原水，通过现场批次试验，分析了NaOH+Na₂CO₃、Ca(OH)₂+Na₂CO₃两种软化方式在pH值为10.5时对Mg²⁺、Ca²⁺的去除效果。前者出水Ca²⁺质量浓度能控制在23.20 mg/L,Mg²⁺质量浓度控制在73.65 mg/L;后者出水Ca²⁺质量浓度能控制在16.00 mg/L,Mg²⁺质量浓度控制在7.35 mg/L。采用NaOH+Na₂CO₃组合软化方式形成的污泥约为Ca(OH)₂+Na₂CO₃组合加药方式污泥量的37.95%,但后者沉降速率较高。对于低镁脱硫废水，采用NaOH+Na