纳滤膜对染料截留行为的研究

通过一系列实验 ,考察了几种纳滤膜在不同操作条件下对几种不同的染料的截留行为 .发现不同的纳滤膜对不同的染料的截留行为不同 ;反之 ,染料的品种和分子结构对纳滤膜的盐截留率、染料截留率和水通量也有影响 ,同时 ,操作条件如进料浓度、pH、压力对截留效果的影响也很大 .实验结果和结论可作为染料清洁生产实际应用的参考 .     

氢键对纳滤膜截留率的影响

纳滤膜与极性分子在形成氢键的过程中伴随着电子的传递现象,导致纳滤膜表面的电荷密度降低和荷电效应的减弱,从而引起截留率发生变化.文章从氢键出发,通过测试纳滤膜表面的电荷密度,探索氢键与截留率之间的关系.结果表明:随着对硝基苯酚浓度的增大,膜表面的电荷密度逐渐降低,即形成的氢键数目增多,截留率呈现下降的趋势.     

DK型纳滤膜对水中微量邻苯二甲酸酯的吸附及截留特性

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类典型的环境激素,对人体健康具有较大的危害。本文采用DK型纳滤膜去除水中微量邻苯二甲酸酯,分析了水中微量邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸正二丁酯(DNBP)和邻苯二甲酸异二丁酯(DIBP)等在DK型纳滤膜表面的吸附行为,考察了4种邻苯二甲酸酯的辛醇/水分配系数(logKow)和相对分子质量(Mw)对其在DK型纳滤膜表面的吸附和膜的截留特性的影响。结果表明Freundlich吸附方程能较好地描述4种邻苯二甲酸酯在DK型纳滤膜表面的动态吸附行为;DK型纳滤膜对水中微量邻苯二甲酸酯的截留特性表现为膜面吸附作用和膜孔筛分效应,吸附平衡后的截留机理取决于膜孔的筛分效应,DK型纳滤膜对DMP、DEP、DNBP、DIBP的截留率分别为55%、78%、96%和96.8%(0.5 MPa,30℃,DMP、DEP、DNBP、DIBP浓度均为300μg/L),表明DK型纳滤膜能高效去除水中的DNBP和DIBP。     

TiO2纳滤膜对重金属离子的截留性能

采用孔径为1.5 nm的TiO2纳滤膜,在压力0.4～0.8 MPa,pH值3～7的条件下,考察了膜对浓度范围为50～500 mg/L的Cu(NO3)2、Ni(NO3)2、ZnC12和CdC12四种单组份重金属溶液的截留性能.结果表明:除Cd2+外,膜对重金属离子的截留率随溶液浓度的增大先增大,当浓度达到200 mg/L后趋于稳定;升高压力膜的离子截留率会略有增加;当pH=6时,膜对Ni2+和Cd2+的截留率最低,而对Cu2+和Zn2+的截留率在pH=5～6时达到最高.TiO2膜对Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cd2+的最高截留率分别可以达到96.9％、95.9％、92.5％和83.2％.     

不同纳滤膜对苯酚的截留效果及其影响因素研究

以浓度<1 g/L的苯酚水溶液来模拟低浓度含酚废水,采用Alfa Laval Nakskov A/S错流式平板膜装置Lab Unit M20,比较了NF90、NF97、NF99、NF99HF 4种商业纳滤膜对苯酚的截留效果,结果表明:相同操作条件下NF97性能最好,25℃,3.0 MPa时对苯酚的截留率为79%.研究中亦考查了膜面流速(0.39～0.96 m/s)、温度(20～40℃)、压力(0.5～3.0MPa)、pH(3～11)、模拟废水的苯酚浓度(0.01～1 g/L)、盐浓度(1～3 g/L)对苯酚截留率的影响.结果表明:温度升高,苯酚截留率下降;压力增大可提高对苯酚的截留率,压力达到3.0MPa后,苯酚截留率随压力的变化已趋于平缓;pH值对纳滤膜截留能力的影响显著,在pH11时,NF90、NF97、NF99、NF99HF对苯酚的截留率分别为90%、97%、82%、75%;膜面流速对4种纳滤膜苯酚截留率的影响较小.对于低浓度含酚废水,可以考虑利用纳滤膜浓缩后,再用传统的萃取工艺处理,以实现低浓度含酚废水的综合利用,酚类物质有效回收,减小环境负荷.常温,膜面流速0.6 m/s,压力3.0 MPa,可以作为NF97纳滤膜浓缩低浓度含酚废水的参考工艺条件.     

膜特性对纳滤膜性能的影响

从纳滤膜特性角度,综述纳滤膜孔径、孔径分布、膜厚度、孔隙率、粗糙度、表面电荷、亲疏水性等膜特性对纳滤过程中膜污染及分离性能的影响;阐述纳滤过程中,操作压力、时间、温度、溶质浓度、pH、离子强度及膜污染等因素对膜特性的影响.对于膜分离及膜污染的认识和控制、膜性能的提高、清洗方式的选择及膜制备工艺的优化奠定了理论基础.     

DK纳滤膜对高镁锂比卤水的分离性能研究

针对我国大部分盐湖卤水高镁锂比的资源结构特点,锂的提取困难问题,采用纳滤技术研究镁锂分离的效果,实验考察了操作条件的影响,包括操作时间、操作压力、进水温度、溶液pH值和镁锂比对分离的影响.引入镁锂竞争系数,得出镁锂截留率之间的关系.同时也研究了Na+、K+、Ca2+离子对镁锂分离效果的影响.结果表明,Mg/Li比、操作压力和pH值对Mg2+和Li+分离效果有较大的影响.对Mg与Li比小于45的卤水,纳滤膜对镁锂分离显示出较大的可行性.一价离子的引入对镁锂分离产生较为不利的影响.     

无机盐体系卷式纳滤膜真实截留率的求取方法

在表征纳滤膜分离性能时通常采用真实截留率(R),然而R不能直接测定,一般借助传质系数通过浓差极化模型求得,因实验条件的差别导致文献报道的计算传质系数的经验方程各异,对卷式膜的有效性也难以确定.文章基于浓差极化理论模型和卷式膜元件的流道结构,结合NF90-2540型卷式纳滤膜元件对NaCl溶液的纳滤实验结果,建立了膜真实截留率的计算公式,为卷式纳滤膜R的求取提供了一种直接方法.同时,实验和分析结果表明,浓差极化程度主要受渗透通量和料液在流道中平均流速的影响:流速较低时,浓差极化程度随渗透通量增加也明显增加,表观截留率(Robs)与R相差明显;随着流速增加,浓差极化程度下降,当流速达到0.2 m/s以上时,渗透通量对浓差极化的影响较小,Robs与R可不超过1%.     

纳滤过程的污染问题及纳滤膜性能的影响因素

介绍了纳滤膜的定义及分类，并对纳滤过程中污染现象的影响因素，如温度、浓差极化、料液浓度、pH值、流速和流型等作了详细的综述，指出了4种主要的减轻污染的方法。这4种方法分别是膜清洗、改变物料的性质、改变操作方式及膜面改性。同时对纳滤膜渗透及截留性能的影响因素，如操作压力、操作时间、料液流速等进行了较详细的阐述。     

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.     

纳滤膜系统优化设计模式探讨

纳滤膜技术在水处理领域中的规模化应用正在受到广泛关注.而纳滤膜的筛选与膜系统的优化设计是应用过程中首要解决的关键问题之一.由于纳滤膜种类繁多、对溶质截留范围宽、分离机理复杂等多变因素决定了纳滤膜系统应该采用多元化的设计模式,而不是简单模拟反渗透膜系统.选择NF270芳香族聚酰胺材料纳滤膜为例,论述了不同类型的无机盐溶液在不同压力、流量、盐度、温度、pH值等条件下,浓差极化因子对商品化纳滤膜性能的影响;并与反渗透膜性能变化规律和系统设计进行对比,给出了此类纳滤膜在一定盐度进水条件下的合理化设计建议:1)设计压力与进水盐度无关;2)系统回收率与流程长度无关;3)盐的截留率只取决于系统收率.试图为纳滤膜选择及纳滤膜系统设计新模式提供理论依据,并为提出完整的纳滤膜系统设计新模式做出初步的探索.     

反渗透、纳滤膜技术脱除小分子有机物的研究进展

对反渗透(RO)和纳滤(NF)技术分离难解离型小分子有机物和解离型小分子有机物水溶液的机理、研究进展和应用现状进行综述,在此基础上,对RO和NF分离小分子有机物水溶液的研究方向和应用前景进行分析和展望.     

纳滤膜技术在螺旋霉素生产中应用初探

采用不同性能的聚酰胺类纳滤（ＮＦ膜）,对药厂生产的螺旋霉素（ＳＰＭ）发酵液进行了分离操作条件和浓缩效果的研究。膜的渗透通量,随进料流量和操作压力的提高而上升,并且随浓缩操作时间的增加和料液浓度的上升而下降,ＮＦ膜浓缩过程的初始渗透通量达２５Ｌ／（ｍ＾２·ｈ）,渗透液的ＳＰＭ效价始终为零,ＳＰＭ发酵液浓缩近一倍。改善操作条件,强化ＳＰＭ发酵液的预处理,可减轻膜表面污染程度,提高ＮＦ膜过程的分离浓缩效     

荷电纳滤膜对化机浆混合废水的纳滤效果

在制备一种荷正电纳滤膜的基础上研究了制备过程影响成膜性能的几个因素，并探讨了该纳滤膜对化机浆混合废水的纳滤效果。研究发现，与一般聚丙烯腈纳滤膜比较，荷正电聚丙烯腈纳滤膜更有利于提高化机浆混合废水色度，CODCr,BOD5的去除率和钠截留率。     

纳滤膜在海水淡化中的应用研究

海水淡化是解决淡水危机的主要方法之一,但由于海水的硬度、浊度和总固溶物含量均非常高,因而导致淡化水的能耗量和成本较高.本文采用纳滤膜法处理海水,考察纳滤膜分离性能随操作压力、操作温度、时间、水回收率等变化的影响及纳滤膜运行的稳定性.结果表明,采用纳滤膜技术可以降低海水的硬度和总固溶物的含量,减少结垢与污染,提高水回收率,有望实现海水淡化成本的进一步降低.     

复合催化剂对聚酰胺纳滤膜结构和性能的影响

以聚砜(PSf)为基膜,间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体,通过界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜.考察了复合催化剂三乙胺(TEA)和樟脑磺酸(CSA)及反应条件对纳滤膜功能层结构和性能的影响.结果表明:在反应体系中,TEA和CSA的质量比为1/2时,随着复合催化剂中TEA的质量分数从0.5％增加到3％,纳滤膜功能层密度增大,表面粗糙度和水接触角下降,膜通量明显升高,但纳滤膜的截留率及其对盐的选择顺序基本不变.在TEA质量分数为2％、反应时间40 s、热处理温度80℃和热处理时间3 min的最优条件下,所得复合纳滤膜对2 g/L MgSO4溶液的截留率为93.2％,通量为16 L/(m2·h).在0.2～1.0 MPa的操作压力下,聚酰胺复合纳滤膜分离性能稳定.     

海藻酸钙水凝胶过滤膜的制备及其对硫酸钙的截留

以尿素为致孔剂制备了海藻酸钙(CA)水凝胶过滤膜,测试了其通量、截留率和力学性能;通过扫描电子显微镜(SEM)观测其过滤硫酸钙前后的表面形貌。结果表明,增加尿素含量,均导致膜应力和应变的下降;而膜的纯水通量则迅速增大,尿素含量为3.0%(质量分数)时达到28.7 L/(m2·h),为最大;0.2 MPa下,过滤1.7 g/L硫酸钙时对Ca2+和SO2-4的截留率分别为83%和92%,稳定通量达到21.7 L/(m2·h)。     

纳滤膜分离洁霉素生产废水的试验研究

针对洁霉素生产废水,采用国内外多种纳滤膜在不同工况条件下进行了试验研究,筛选和确定了适用纳滤膜的种类和其最佳工作条件,为纳滤膜的进一步应用奠定了基础。     

计算流体力学在纳滤膜分离技术研究中应用

介绍了计算流体力学(CFD)在膜分离过程模拟中的基本原理,探讨了CFD在膜隔网优化设计、纳滤膜污染机理研究、纳滤膜对无机离子截留等领域中的应用,并对CFD在纳滤膜分离技术研究中的应用前景进行了展望.