国产纳滤膜淡化高氟苦咸水基础研究

实验选取两种国产纳滤膜NF2A和NF3A进行纳滤膜淡化高氟苦咸水的基础研究,考察操作压力、温度、进水pH、进水氟浓度、总含盐量(TDS)及运行时间对纳滤膜分离性能的影响,并测定膜的Zeta电位,同时简单比较两种膜.研究结果表明,两种纳滤膜处理高氟苦咸水的理想操作条件为:压力1.0～1.5 MPa,温度20℃,进水pH=6.5左右,在此条件下NF3A纳滤膜的脱盐率为79％,脱氟率为90％,产水通量为53 L/(m2·h),NF2A纳滤膜的脱盐率分别为73％,73％和71L/(m2·h),此外,随进水氟浓度和总含盐量的增大,纳滤膜的脱氟和脱盐率降低,同时得出两种膜在长期运行72 h内膜性能基本保持稳定,最后测得NF3A和NF2A的Zeta电位分别为-22和-18 mV.这项研究为国产纳滤膜处理高氟苦咸水的实际应用提供了技术数据,有利于国产纳滤膜的发展和完善.     

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.     

节能电渗析用于海水纳滤产水二级脱盐研究

针对主流海水淡化工艺SWRO在高操作压力和高能耗等方面的缺陷,提出"纳滤/倒极电渗析(NF/EDR)"集成膜过程低能耗海水淡化新工艺,并对ED过程工艺优化进行研究.进水为NF产水,电导率为8 790μS/cm,ED用膜为常规异向离子交换膜,以脱盐率和能耗为主要指标,对ED运行参数和工艺进行综合优化.结果表明,当淡水流量为150L/h,浓水流量为120L/h,采用一级两段膜堆构型,两段膜对数比为27/23时,ED系统的脱盐率可达90%,本体吨水能耗低至0.98kW·h.研究表明,基于节能ED工艺与高脱盐NF工艺集成,有望实现低能耗海水淡化.     

运行条件对家用型净水机中反渗透膜性能的影响

研究了进水pH值、原水回收率、膜前压力、进水盐浓度、进水水温、进水余氯浓度等运行条件对家用净水机中反渗透膜性能的影响.家用净水机适宜的运行条件为:pH值在6～8,原水回收率为15%～50%,膜前压力维持在0.4～0.6 MPa,进水温度保持在15～30℃.     

纳滤技术在酱油脱盐中的应用

分别对NF270,NF,NF90,Desal-5DL 4种纳滤膜的酱油脱盐性能进行了考查,并选择脱盐效果较好的NF270进一步研究了操作条件,包括稀释倍数、通量、温度和pH值等对酱油纳滤脱盐效果的影响.实验结果表明,随着酱油原液稀释倍数的增加,盐和氨基酸态氮的透过率都呈上升趋势,酱油原液先稀释一倍再浓缩至原体积后的脱盐率约为53%,氨基酸态氮损失率约为19%,可溶性无盐固形物损失率约为5%;随着过膜通量的增加,跨膜压力升高,脱盐率基本不变而氨基酸态氮损失率减小;温度上升对脱盐率无明显影响,但大大增加了氨基酸态氮的损失率,且膜污染加剧;pH值上升可以减小跨膜压力,但使得氨基酸态氮和可溶性无盐固形物损失率明显上升,而脱盐率变化不大.     

STRO膜在垃圾焚烧电厂渗滤液减量化的中试探索

中部某垃圾焚烧电厂渗滤液深度处理系统水回收率为55%,采用STRO膜工艺对原系统常规反渗透浓水进行减量化中试.中试结果表明,在5.5 MPa和7.0 MPa的运行压力情况下,原系统的水回收率分别提升至80%和89%.系统电导率去除率大于97%,CODCr去除率大于99%,氨氮去除率大于90%.系统在5.5 MPa压力下连续稳定运行40天,通过HCl和NaOH常规CIP化学清洗后,STRO膜运行通量恢复性好.STRO系统产水与原常规反渗透产水混合后可作为垃圾焚烧发电厂锅炉补给水处理系统进水使用,减量后的浓水回喷至炉内焚烧.采用STRO膜深度处理常规垃圾渗滤液处理系统浓水,具有处理效果好、系统运行及产水水质稳定等特点,是垃圾渗滤液减量化的新途径.     

混合脱盐工艺改善黄河中游煤矿区浅层地下水水质研究

黄河流域中游煤矿区浅层含水层地下水为当地生活饮用水的主要来源，应用感官指数和健康指数对水质进行定量评价，发现部分浅层地下水存在硝酸氮超标风险.采用纳滤浓水与反渗透产水混合工艺，考察了纳滤膜类型、膜系统、压力和回收率对产水水质的影响，对比了不同回收率下纳滤产水水质的理论预测值及实测值，开展了混合脱盐工艺与传统的反渗透产水与超滤产水勾兑工艺的技术适用性及经济性分析.结果表明，纳滤系统运行压力与硝酸氮透过率负相关.最佳运行条件是采用NTF40纳滤膜、运行压力为0.4 MPa且回收率为60%,纳滤浓水与反渗透产水的混合水离子浓度适中，且阴/阳离子比重明显改善，硝酸氮质量浓度相比原水下降56.1%,与预测产水水质偏差小于10%.混合脱盐方案综合回收率高达94%,相比传统反渗透与超滤产水勾兑方案具有潜在的技术优势和经济效益.     

电解锰废水组合膜工艺回收工程

以500m3/d电解锰废水工程为例,对超滤+二级纳滤+反渗透的组合膜工艺进行实践验证,重点考察了各级膜系统的通量、离子的截留率、浓缩倍数在运行期间的变化.2010年5月至2012年5月期间,膜组通量随着时间的推进各级膜系统均有不同程度的下降,其中一级纳滤下降最为严重,约16%,但经化学清洗后可恢复至原膜通量的90%以上.膜组对离子截留率较为稳定,纳滤系统对二价锰离子截留率90%,对硫酸根离子截留率为80%左右,但对铵根离子效果较差,反渗透系统对铵根离子的截留率均值可达91.6%;纳滤系统可以在压力小范围(0.2 MPa)内调节条件下,保证浓缩液中锰离子浓度,浓缩倍数保持在8倍左右.最终排水符合《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中一级排放标准,整套系统运行良好,可满足电解锰废水的资源化回收和达标排放.     

反渗透产水侧压力对系统各参数的影响

研究了水质在中低度含盐量情况下,反渗透产水侧压力对系统各参数的影响.保持进水温度、膜组件出水压力不变,产水侧背压对产水流量的影响.以及保持进水温度、产水流量不变,产水侧背压对膜组件进出口压力的影响.试验表明:1)随着产水侧正背压的增大,产水流量下降很多,当正背压增大到0.4MPa时,产水流量下降22.1%,而产水侧负背压对产水流量没有影响.2)随着产水侧正背压的增大,膜组件进出口压力增大,当正背压增大到0.4MPa时,进出口压力增加27.9%,而产水侧负背压对膜组件进出口压力没有影响.     

纳滤膜在北京阿苏卫填埋场渗滤液改扩建工程中的应用

在阿苏卫垃圾卫生填埋场渗滤液改扩建工程中,以膜生物反应器(MBR)的出水为研究对象,考察了在一定的pH、进水流量、操作压力下纳滤膜对CODcr、NH3-N和电导率的去除情况.结果表明:在设备初期运行阶段,在pH为7、操作压力为0.5 MPa时,纳滤膜对CODcr的去除率达75%;对NH3-N的去除率较低,出水的NH3-N值略低于进水;对电导率的平均去除率达55%.此外,还分析了纳滤膜的运行性能以及与原有反渗透处理工艺联合使用等问题.     

纳滤技术在丝素活性肽生产中的应用

采用纳滤设备进行丝素蛋白酶解液的脱盐试验,研究了操作参数对脱盐试验的影响.结果表明,操作压力1.0MPa、进料温度35℃、进料质量浓度45 g/L和进料流量90 L/h为其最佳的工艺参数.经过纳滤脱盐试验后,丝素肤回收率达到92%,干燥后产品灰分含量为2.34%,此法在技术上是完全可行的.     

海水淡化中连续膜过滤技术的工艺优化研究

研究了PVDF中空纤维膜为核心的CMF系统在海水淡化预处理应用中的工艺优化问题.经过长期的运行实验表明:最佳运行工艺条件是工作时间35 min,气水双洗30 s,反冲洗25 s,排污15 s.在气水双洗工艺中,当压缩空气储罐压力大于0.5 MPa时清洗效果最好.使用CMF进水配制的清洗剂中,NaClO和HCl相结合的化学清洗效果最好.CMF系统的出水浊度始终稳定在0.06~0.07 NTU之间,SDI值一直稳定在1~2之间,系统收率维持在96.3%.     

林可霉素发酵液膜分离工艺条件的研究

对影响林可霉素发酵液膜分离性能的主要工艺参数及对后序萃取工艺的影响进行了研究,确定的最佳膜分离工艺为:采用螺旋卷式膜组件,进料温度控制在30℃以下;超滤压力0.2 MPa、纳滤压力1.0 MPa;超滤膜面流速300 L/h,纳滤膜面流速90 L/h;超滤浓缩倍数 3.0,纳滤浓缩倍数3.0-4.0之间效果最好.林可霉素板框滤液经超滤、纳滤后再萃取,可使萃取级数由9级减少到4级,混合醇用量减少到原来的1/3,林可霉素收率比原来提高8.9%.     

纯水体系下纳滤膜分离过程热力学问题研究

采用NF270和GE DK纳滤膜,在不同压力、温度和pH条件进行纯水过滤试验,以测定不同条件下两种纳滤膜的膜通量,并研究不同条件下的纳滤膜渗透系数变化规律;构建纳滤膜渗透系数与热力学参数之间的关系式,计算两种纳滤膜的热力学参数,分析两种纳滤膜分离过程热力学原理.结果表明:两种纳滤膜的膜通量随着温度和压力的增加而增大,两种纳滤膜的渗透系数随着温度升高而增大,并随着压力和pH的变化呈现小幅波动;GE DK纳滤膜的活化能高于NF 270纳滤膜的活化能,分别为16.56kJ/mol和14.22kJ/mol.由此可知,在分离过程中GE DK纳滤膜比NF 270纳滤膜需更高的运行压力.     

红霉素发酵液纳滤膜污染与再生

超滤-纳滤双膜法作为新型分离技术应用于红霉素发酵液的过滤和浓缩.双膜法是指行先用陶瓷或金属超滤膜对发酵液进行预处理,之后树脂脱色,再进入纳滤膜浓缩.详细分析与总结了纳滤膜的膜污染,根据污染物的特性,选用专业清洗剂和清洗方法,给出最佳的再生方案:在0.37MPa,38~45℃下,采用专业清洗剂碱酸清洗法清洗和定期采用酶碱酸清洗法相结合的清洗方法.在保持同样通量下,专业清洗剂清洗后的一级膜进口压力比片碱、柠檬酸清洗后的一级膜进口压力降低约20%.     

PVDF管式膜过滤TiO_2悬浮液性能研究

用聚偏氟乙烯(PVDF)管式膜组件处理TiO2悬浮液,考察不同工艺条件对膜通量的影响;并对膜的在线清洗工艺进行研究.实验结果表明:膜通量运行初始30min有较大降低,之后基本保持稳定;膜通量随着循环流量的增大而增加;随悬浮液浓度的增加而逐渐减小;随运行压力增加而增加,当出口压力增加到0.1MPa以上时,膜通量基本不再随压力变化;管式膜在线清洗1min时,膜通量恢复率可达90%以上.     

CO2热泵系统气冷器的热力学性能分析

针对CO₂热泵系统螺旋套管式气冷器,基于MATLAB建立了仿真模型,采用单因素分析方法,研究进水温度、CO₂压力和质量流量对气冷器换热量、■耗散、■损失、■效率以及出水温度的影响。经实验验证,在进水温度为24.5～35.0℃、CO₂压力为8.4～10.7 MPa、CO₂质量流量为0.032 6～0.047 6 kg/s工况下,气冷器模型制热量与实验数据相比总体误差在±10%以内。模拟结果表明：相比进水温度和CO₂质量流量,CO₂压力对气冷器性能的影响更为显著,且存在最优压力。在进水温度为20℃、CO₂进口温度为90℃工况下,当CO₂压力为10 MPa时气冷器■效率最高,当CO₂压力为11 MPa时气冷器换热量最大;当进水温度低于20℃时,CO₂压力为10.5 MPa时出水温度最高。     

纳滤膜系统的结构设计分析

对水处理纳滤膜过程中膜系统结构设计进行讨论,揭示了纳滤膜系统沿程通量失衡对系统运行造成的危害性;强调了纳滤系统高浓淡水比指标运行的可行性;明确了膜系统流程长度与通量失衡、浓差极化度、系统脱盐率、产水能耗及投资成本等经济与技术指标的关系;从而证明了低透水压力及低脱盐率纳滤膜系统的设计结构应有别于反渗透膜系统,应采用较短流程长度的系统结构.     

纳滤膜深度处理维C制药废水的响应面法优化

选用型号为NFW的纳滤膜处理维生素C(简称维C)废水,进水COD、TOC平均浓度和电导率分别为160mg/L、18.21mg/L和18.62mS/cm,COD和TOC去除率为93.75%和95.67%,脱盐率为38.01%.采用响应面法分析了膜运行主要操作条件(操作压力P;温度T;进水流量Q)与膜污染评价指标(膜通量和污染指数)的关联性并建立了拟合方程,在此基础上获得了最优操作条件.结果表明:关于膜通量和污染指数的二次拟合方程,决定系数(R2)分别是97.53%和90.04%,拟合结果良好.该拟合方程获得的纳滤膜处理维C废水的最优操作条件为:压力P=966kPa,温度T=24℃,进水流量Q=456L/h.实验验证结果表明,上述最优操作条件结果可靠.     

陶瓷超滤膜在右旋糖酐分离中的应用

本文采用自制的陶瓷超滤膜分离右旋糖酐,研究了操作参数如压力、温度、膜面流速和料液浓度等对陶瓷超滤膜分离右旋糖酐的影响,并对操作参数进行了优化.所用陶瓷超滤膜材料为氧化锆,切割分子量约为2 700,纯水渗透率约为375L/(m~2·h·MPa).研究表明,增大操作压力,膜通量以及右旋糖酐的截留率均有所增加.当操作压力增加至0.3 MPa时,右旋糖酐与果糖的分离因子最大,二者的分离效果最好.温度变化时,膜通量随温度的升高而升高,但右旋糖酐的截留率随温度的上升而下降.适当增大膜面流速有利于增大膜通量和右旋糖酐的截留率.此外,还考察了陶瓷超滤膜在右旋糖酐分离纯化过程中的稳定性.当料液浓度为60g/L时,陶瓷膜在连续12h的运行过程中,膜通量稳定在24L/(m~2·h)左右,分离因子稳定在11.5以上.陶瓷超滤膜在右旋糖酐分离方面展现了良好的应用前景.