膜法处理焦化脱硫废液的工艺研究

将陶瓷超滤膜、纳滤和反渗透膜法相结合对焦化脱硫废液进行资源化回收利用.研究结果表明:陶瓷膜对脱硫废液中硫磺可100%的截留,渗透液澄清透明;纳滤膜可有效分离硫代硫酸铵和硫氰酸铵,对硫代硫酸铵的截留率为95%,硫氰酸铵的透过率大于100%;采用反渗透膜对硫氰酸铵溶液进行脱水浓缩,4级反渗透对硫氰酸铵的总截留率达99%,渗透出水电导率小于171μS/cm,可循环使用到纳滤透析工艺中.文章研究的膜法处理焦化脱硫废液工艺可将焦化含硫废水中有价值的硫和副盐分离提纯,创造经济价值,又可减少废水的排放,实现水循环利用,该研究为脱硫废液的资源化处理提供了一条新工艺.     

纳滤与反渗透膜处理含锰废水的初步研究

采用纳滤膜、反渗透膜分离技术对含锰废水进行了试验研究.考察了纳滤膜的操作压力、纯水/浓水比值、Mn2+浓缩倍数、Mn2+截留率及膜通量之间的关系.试验结果表明:纳滤膜对含锰废水有良好的处理效果,一级纳滤膜对Mn2+离子的平均截留率大于98％;浓缩倍数和膜通量随操作压力的升高而升高,2.0 MPa时,浓缩倍数可以达到8.2倍,膜通量可达到28～32 L/(m2·h).一级纳滤产生的纯水用反渗透膜进一步处理,反渗透膜对Mn2+离子的截留率在97％以上,纯水Mn2+离子浓度在0.5 mg/L以下,可以达标排放.     

纳滤膜孔结构、荷电性质、分离机理及动电性质研究进展

纳滤膜拥有介于反渗透膜和超滤膜之间的截留分子量,同时对无机盐的截留率随着盐的种类和浓度而改变,广泛应用于各种水净化处理和产品精制分离过程.文章从纳滤膜孔结构和荷电性质、纳滤膜分离机理及其模型、纳滤膜动电性质等三个方面对纳滤膜分离技术20多年来的基础及应用研究进展进行回顾和总结,简要分析了今后纳滤膜分离技术的发展方向及趋势.     

预处理方式对纳滤工艺性能及膜污染影响研究

对比了混凝、活性炭过滤、生物活性炭过滤、超滤膜过滤几种工艺及其组合作为纳滤膜预处理工艺对纳滤工艺整体性能的影响;研究了几种组合工艺对水中总有机物、可生化有机物和氮的去除效果,并分析各自的膜污染特点.结果表明,对水中有机物的去除效果:超滤膜混凝生物活性炭过滤活性炭过滤;对水中氨氮的去除效果:生物活性炭过滤混凝活性炭过滤超滤膜.超滤作为预处理能够有效去除水中有机物,减缓纳滤膜的污染过程,而其它预处理方式单独运用不能有效延缓纳滤膜通量衰减.混凝与生物活性炭组合、混凝与超滤组合以及超滤与生物活性炭组合三种预处理方式能够有效提高预处理过程的效果,有机物和氨氮的去除率分别达到70%和60%以上.     

中性溶质环境下纳滤膜分离性能实验研究

对NF270与GE DK两种纳滤膜在异丙醇、葡萄糖和蔗糖3种溶质环境下进行了不同条件实验,以测试膜的基本参数.并采用Matlab软件对S-K模型进行了实验数据的回归分析,得出了纳滤膜的反射系数与溶质透过系数.利用SHP模型测算了纳滤膜的孔径及孔隙率与厚度的比值,同时研究了3种中性溶质在纳滤膜分离过程中的热力学参数.结果表明,实验数据与S-K模型模拟结果的偏差在0～2.0%之间,模拟值与实验数据吻合;NF 270纳滤膜的平均孔径在0.54～0.61nm,GE DK纳滤膜的平均孔径在0.51～0.58nm;异丙醇、葡萄糖和蔗糖在NF 270纳滤膜分离过程中的活化能分别为14.24、31.86和78.41kJ/mol,异丙醇和葡萄糖在GE DK纳滤膜分离过程中的活化能分别为45.83和46.09kJ/mol.     

纳滤预处理反渗透海水淡化研究进展

反渗透(RO)海水淡化是一种有效获取淡水的技术,同时,结垢、浓水处理、能耗等问题制约着反渗透的进一步发展.采用纳滤(NF)作为反渗透的海水淡化预处理工艺,能有效解决反渗透膜结垢问题,并降低能耗,有助于排放浓水的处理.本文从海水淡化预处理纳滤膜的性能、海水淡化纳滤预处理的工艺以及NF-RO与其他方法联用三个方面综述纳滤-反渗透联用进行海水淡化的研究进展.     

钠盐对纳滤处理染料废水的影响及膜污染分析

高含盐染料废水可以采用纳滤分离进行处理,盐浓度对纳滤过程有重要影响.本文使用陶瓷膜纳滤处理模拟含盐染料废水.分别配制染料(甲基橙,中性红和碱性品红)溶液100mg/L,混合不同的钠盐浓度(质量分数0.05%,0.1%,0.5%,1%,5%,10%),进行纳滤实验,考察盐浓度对染料截留率、渗透通量和盐截留率的影响.实验表明,在低盐情况下,随着盐浓度的增加,染料截留率减小,通量增加;盐浓度增加至高盐(1%)以上时,染料截留率增加,通量减小.考察了盐浓度对膜污染的影响,对纳滤过程进行膜阻力分析,发现盐浓度的增加会适当降低膜阻力,减小膜污染.     

大黄素等天然药物的纳滤行为

以NF270纳滤复合膜对几种不同分子量的天然药物(如大黄素、咖啡因)进行了纳滤行为研究,并考察了操作压力、浓度、pH、离子浓度等因素对纳滤膜截留行为的影响.结果表明,NF270纳滤复合膜截留分子量在300左右(例如对相对分子质量为270.23的大黄素几乎100%截留,对相对分子质量较小的咖啡因截留率小于60%);随着pH的增大,纳滤膜对大黄素的截留率稍有下降,对其他三种药物的截留率略有升高;改变溶液的离子浓度,纳滤膜的截留率和通量均下降.选择适宜的操作条件可以实现天然药物的提取、分离和浓缩.     

纳滤浓缩绿茶提取液的研究和浓缩模型

研究了绿茶提取液的纳滤浓缩分离过程,采用两种操作方式:连续式浓缩和间歇式浓缩.在连续式浓缩实验中,通过测定不同操作压力下透过实验所得的通量、水脱除率和对茶多酚的截留率来分析纳滤过程的特点,在0.4~0.8 MPa下对茶多酚的平均截留率为97.3%.在间歇式浓缩实验中,测定了膜对不同茶水比浸取所得茶汤的截留性能,实验值与浓缩模型预测值进行了比较,实测值与模型值吻合较好,表明浓缩模型对于茶多酚的纳滤浓缩分离过程具有较好的适用性,可用于浓缩过程的设计计算.     

反渗透和纳滤膜的研制与应用

本文介绍了基于联苯多元酰氯单体的聚酰胺反渗透和纳滤复合膜材料体系。通过系统研究聚合物的官能团含量、取代基位置等因素对反渗透复合膜性能的影响,揭示了有价值的实验规律： a.通过调节酰氯单体的官能度,可以实现对反渗透复合膜的性质,包括表面形貌、表面化学组成、表面荷电性质的调控,从而实现对复合膜分离性能及抗污染性能的调控;b.可以利用联苯多元酰氯单体制备得到纳滤复合膜,所得纳滤膜的孔径和荷电性质可以通过调节制膜工艺实现调控。这些结果,为进一步优化制膜工艺,提供可供产业化生产的新型反渗透和纳滤复合膜制备技术奠定了基础。     

离子膜电解去除味精废水中氨氮的研究

采用离子膜电解法对高浓度氨氮废水进行脱氨预处理,对影响氨氮去除的几种因素进行了研究.6 V、60℃下去除率在75%以上.脱除的氨氮以浓氨水的形式回收,实现废物资源化.废水经脱氨后出水基本无色,COD也有一定降低.综合考虑能耗后,得出本实验条件下适宜的操作条件,去除率平均接近64%,为工业化应用提供了依据.     

膜法分离氨淋洗吸附钼钨树脂后淋洗液中的氨

以钨湿法冶金中的一种氨淋洗吸附钼钨树脂后淋洗液为料液,采用膜分离技术实现氨的分离.通过比较多种纳滤和反渗透膜对钼钨与氨的分离效果,从中选择了一种合适的低压反渗透膜,考察了膜分离过程中原料液浓度、操作压力、浓缩比、温度因素对透过液通量、钼钨截留率、氨回收率(或透过率)以及钼钨与氨分离系数的影响,在操作压力2.41MPa,温度在36℃,浓缩比为4∶1的条件下,透过液通量达27 L/(m2·h),Mo、WO3的截留率接近100％,Mo、WO3与NH3的分离系数分别达18和51,料液中76％的氨得到回收.以实验室的试验结果为依据,选用低压反渗透膜用于工业生产,取得了良好的效果.     

聚醚砜超滤膜处理油田采出水试验研究

采用聚醚砜中空纤维超滤膜组件处理油田采出水,探讨了超滤用于油田回注水处理和采出水回用预处理效果.结果表明:聚醚砜超滤膜产水通量较高,处理水中石油类、悬浮物及其粒径中值均达到回注水的标准,浊度、TGB和IB细菌的去除率分别达100%、99%、99%.采用碱+表面活性剂复合药剂清洗可获得最佳的通量恢复.由于采出水中较高的H2S和COD含量,超滤产水的SDI15>3.0,超出后续纳滤/反渗透膜系统的进水要求.     

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.     

纳滤膜处理脱硫废水近零排放资源化实验研究

为解决脱硫废水近零排放工艺投资成本高、运行费用高的问题,根据脱硫废水水质特点,提出纳滤-蒸发结晶的脱硫废水资源化回用工艺,并通过中试对工艺中的核心系统纳滤-蒸发结晶系统进行可行性研究.结果表明,纳滤系统可有效将脱硫废水中一价离子、二价离子进行分离,一价离子进入纳滤产水,二价离子截留在纳滤浓水中;一价离子透过率在50%～60%,一价盐回收率在88%以上;二价离子透过率4%.纳滤产水直接蒸发结晶,纳滤浓水回流至预处理单元,实现脱硫废水的资源化利用及近零排放.     

纳滤/反渗透分离中有机物的特征参数对截留率的影响研究

采用ESNA1-2012纳滤膜和ESPA1-2012反渗透膜对有机物进行了分离研究,结果表明,在纳滤/反渗透分离过程中影响有机物截留率的因素较多,其中有机物的特征参数对其截留率的影响极大;有机物的特征参数影响的是膜与有机物间排斥力的作用,而有机物相对分子质量的相对大小影响的则是膜孔机械截留作用的大小.当有机物的相对分子质量小于膜的截留分子量时,有机物的特征参数成为影响其截留率的主要因素;当有机物的相对分子质量大于膜的截留分子量时,有机物的相对分子质量与其特征参数共同成为影响其截留率的主要因素.     

复合纳滤膜的性能研究

采用电子束辐照的方法制备了聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDM)/聚砜(PSF)中空纤维复合纳滤(NF)膜.研究了PDM水溶液的浓度、预涂膜的干燥时间、辐照时间、辐照剂量等制备条件与纳滤膜截留性能的关系.实验得到中空纤维内压纳滤膜对1g/L MgSO4的截留率为84.8%,对0.5g/L NaCl的截留率为12.8%.对纳滤膜截留性能的研究表明:(1)纳滤膜对阴离子的截留率与香农半径的变化规律相同,而阳离子相反,阴离子的价态对截留率的影响较小,而阳离子的价态对截留率的影响较大;(2)纳滤膜可实现单糖与多糖分离;(3)纳滤膜能有效截留纺丝废水中的[Amim]Cl.采用流动电位法研究纳滤膜的表面动电现象,研究了浓度和压力对膜的表面Zeta电位和电荷密度的影响.结果表明,纳滤膜的表面流动电位的绝对值(|△E|)和表面Zeta电位的绝对值(|ζ|)均随电解质溶液浓度和压力的增加而减小;|△E|在不同电解质溶液中的顺序为NaCl>MgCl2>KCl>KBr>Na2SO4>MgSO4;表面电荷密度的绝对值(|σd|)随电解质溶液浓度的增加而增加,随压力的增加而降低.采用流动电位法研究了功能层结构与纳滤膜截留性能的关系.实验表明,流动电位法可用于研究复合纳滤膜的截留机理和功能层结构.流动电位法可以得到膜表面电学参数,如流动电位(△E)、Zeta电位(ζ)和表面电荷密度(σd),这些参数的变化与功能层交联时间和纳滤膜截留率的变化一致.复合纳滤膜的|ζ|按照NazSO4>MgSO4>MgCl2增加,同截留率的变化一致.带侧基单体交联后得到的纳滤膜的表面电性能参数的绝对值小于不带侧基单体的.     

采用浸入式超滤膜处理垃圾渗滤液的中试研究

通过浸入式超滤膜处理垃圾渗滤液SBR排水的中试研究,考察了膜系统运行参数和水质情况.结果表明,在引入盐酸进行维护性化学清洗-EFM清洗,确定最优运行参数的情况下,膜系统运行稳定,跨膜压差小于0.025 MPa;膜系统对COD和NH3-N的去除效果明显,且超滤膜出水SDI小于1,大大减轻后续纳滤或反渗透膜工艺中膜的污染程度.     

聚酯酰胺反渗透膜的耐污染性和耐氯性

采用界面聚合法制备聚酯酰胺反渗透膜,着重考察该膜的耐污染性和耐氯性.实验结果表明,,聚酯酰胺反渗透膜与传统的聚酰胺反渗透膜相比具有更高的耐腐殖酸污染性和耐氯性.对该膜荷电性能、耐腐殖酸污染性、耐氯性能及其作用机理进行了分析.     

气隙膜蒸馏回收绿色氨水性能研究

回收沼液中的氨氮可实现低成本和低碳足迹的氮肥生产.理论上气隙膜蒸馏能以绿色氨水形式将沼液中氨氮加以回收,然而该方面的研究还较少.本文对气隙膜蒸馏以氨水形式回收沼液中氨氮的具体性能进行了研究.采用单因素实验分别研究了气隙厚度、进料温度、初始氨氮浓度和进料流速等因素对模拟沼液中氨氮回收效率的影响.结果表明氨通量和水通量均随着进料温度的增加而增加,随着气隙厚度的增加而降低.进料流速为90 mL/min时,氨氮分离因子和氨氮脱除率均为最高值.基于单因素实验结果,采用正交实验探究气隙膜蒸馏回收氨氮的最佳实验变量组合.结果表明,气隙厚度3 mm、进料温度54℃、初始氨氮浓度800 mg/L和进料流速90 mL/min是以氨氮分离因子为评价参数时的最佳实验变量组合.