陶瓷膜浓缩Iota卡拉胶的初步研究

采用Al2O3/ZrO2陶瓷膜浓缩Iota卡拉胶,考察了进料液初始浓度、操作压力、膜面流速和运行温度等因素对膜通量、卡拉胶浓缩倍数、膜总过滤阻力的影响.结果表明陶瓷膜浓缩卡拉胶的速度受到进料液浓度等的影响.当初始质量分数为1％时,获得的最佳操作参数是:操作压力为0.2 MPa,错流速度为4.8 m/s,运行温度为70℃.在此过程中最大膜通量为81.3L/(m2·h),运行时间为105 min,可以将卡拉胶溶液浓缩3倍.该结果说明陶瓷膜可以有效地浓缩Iota卡拉胶.     

胶束增强陶瓷膜处理镧离子废水的研究

将十二烷基硫酸钠(SDS)与孔径5nm的陶瓷膜结合,探索胶束增强陶瓷膜法处理镧离子废水的可行性.考察了SDS摩尔浓度、跨膜压差(TMP)、溶液pH值等因素对陶瓷膜过滤性能的影响.结果表明,随着SDS摩尔浓度的增大,陶瓷膜对La3+的截留率从70％增大到99.9％;当SDS摩尔浓度大于临界胶束浓度(CMC)后,膜对La3+的截留率略有降低,大约维持在95％～97％左右;膜通量则随SDS摩尔浓度增大先减小后增大,最后趋于65 L/(m2·h).随着TMP提高,膜通量基本呈线性关系增大,膜对SDS和La3+的截留率略增大.随着溶液pH的升高,渗透通量略有下降,膜对La3+和SDS的截留率均显著增加.采用体积浓度为0.5％的稀硝酸清洗污染的陶瓷膜,膜的纯水通量可恢复到95％以上,重复性好.     

陶瓷膜分离技术在湿法冶金中的应用研究

采用0.2 μm的Al_2O_3,膜,精滤工业碳酸钠溶液、含草酸钴水溶液和硫酸镍溶液等,研究获得这些溶液的技术参数,为陶瓷膜的工业化应用提供基拙数据.实验结果表明,经陶瓷膜精滤后的溶液清晰、透明,有价金属杂质离子含量和含油量降低,精滤后溶液的物理和化学指标可达到工业生产的标准.采用陶瓷膜精滤工业碳酸钠溶液、含草酸钴水溶液、硫酸镍溶液等能够保持较高的膜通量,而且受污染的膜经过清洗和再生,通量可以恢复,能满足工业连续生产的要求.     

陶瓷膜超滤在丁二酸发酵液纯化中的应用

对陶瓷膜过滤丁二酸发酵液的条件进行研究.考察在不同压差下,发酵液的pH以及浓缩倍数对膜通量的影响,并对膜清洗条件进行选择.结果表明在0.3 MPa压差下,发酵液调节pH至4.5,可获得最大膜通量,浓缩到7倍最佳.菌体截留率达到98.37%,蛋白质去除率为89.67%,总有机碳下降约40%.而膜污染后先后用1%次氯酸钠,1%氢氧化钠+0.5%EDTA清洗,可以恢复膜通量.实验表明,可以将陶瓷膜用于分离丁二酸发酵液,有利于简化操作步骤,提高生产效率.     

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.     

陶瓷微滤膜滤除骨架镍催化剂微粒的研究

提出用陶瓷微滤膜脱除骨架镍催化剂微粒的方法,研究了操作压差、膜面流速、温度和料液浓度等操作条件对膜通量的影响,确定了简单而有效的膜清洗方法与合适的操作条件.结果表明,在本实验中膜的污染现象不严重,主要的膜过滤阻力来自形成的滤饼层,采用平均孔径0.2μm的陶瓷膜,在合适的操作条件下,膜稳定通量为1050L/(m2·h),渗透液中镍含量小于3mg/L,截留率满足了化工产品质量要求.     

金属膜在1,3-丙二醇发酵液预处理中的应用

考察了1,3-丙二醇发酵液金属膜过滤在不同浓缩比下的拟稳定通量、黏度及湿固含量变化,在此基础上初步探讨了膜的污染机理,提出了有效的膜清洗方法.结果表明:50 nm的膜适用于1,3-丙二醇发酵液的膜过滤,按料液体积35%,加入去离子水、浓缩倍率在9左右时回收率达到95%.膜污染的主要来源是蛋白,有效的化学清洗方法是:用质量分数为1%NaOH和0.05%EDTA混合溶液清洗膜30 min后,再以0.5%HNO3溶液清洗5 min,膜通量可迅速恢复.     

疏水陶瓷膜脱除油中水分的研究

对采用平均孔径50nm、表面疏水的陶瓷膜脱除油中水分的过程进行了研究,考察了跨膜压差、膜面流速、原料液水含量对膜渗透通量及水截留率的影响.结果表明,采用疏水陶瓷膜脱除异辛烷中水分可得到较好的分离效果;增大跨膜压差或减小原料液水含量可以增加膜稳定通量,而随着膜面流速的增加,膜稳定通量先升后降.实验得出适宜的操作参数为跨膜压差0.1MPa、膜面流速1.67m/s,获得的水截留率均在98%以上.基于所用陶瓷膜稳定的亲油疏水表面,渗透侧水含量在不同的操作条件下变化很小.     

陶瓷膜精滤工业碳酸钠溶液的研究

采用0.2μm无机陶瓷膜精滤工业碳酸钠溶液.并对精滤前后的碳酸钠溶液的清澈度,有价金属杂质离子含量等进行了对比分析.试验表明,精滤后的碳酸钠溶液清晰、透明,有价金属杂质离子含量降低,精滤后的碳酸钠溶液物理和化学指标接近或达到分析纯要求.采用陶瓷膜精滤工业碳酸钠溶液,能够保持较高的通量,而且受污染的膜经过清洗和再生,通量可以恢复,能满足工业生产的要求.     

正渗透膜用于橙汁浓缩及其污染研究

正渗透因其低能耗及低污染等优点,已在越来越多的领域得到应用.利用自制的醋酸纤维素正渗透膜应用于橙汁的浓缩,主要考察了不同汲取液、膜方位对浓缩过程的影响,并且研究了浓缩过程中的膜污染现象.结果表明,采用3 mol/L葡萄糖+2 mol/L NaCl混合溶质所配制的汲取液的通量较高,同时盐的反向渗透通量明显降低,浓缩14 h后总可溶物由11.5°Brix上升到40.5°Brix;同时还发现,FO模式下产生的稀释的内浓差极化对水通量的影响要小于PRO模式下产生的浓缩的内浓差极化.在浓缩过程中存在较轻的膜污染,清洗之后通量基本恢复,每6h清洗一次,浓缩25 h后总可溶物可从11.5°Brix达到48.0°Brix.     

油水乳液污染纳米TiO_2改性Al_2O_3陶瓷膜的化学清洗

研究了采用碱性复合清洗剂通过一次清洗工艺对油水乳化液污染的纳米TiO2改性Al2O3陶瓷微滤膜进行化学清洗的可行性.通过通量恢复率、油截留率、SEM和FT-IR等分析手段表征了制备的复合清洗剂对改性陶瓷膜的清洗效果及化学清洗对纳米TiO2改性效果的影响.结果表明,采用制备的复合清洗剂对油水乳化液污染的改性陶瓷膜进行清洗后,可有效去除膜污染物,表现出良好的清洗效果,且清洗过程不会明显影响纳米TiO2对Al2O3陶瓷膜的改性效果.工业应用试验表明,冷轧乳化液含油废水污染的改性陶瓷膜,经碱性复合清洗剂清洗后,膜纯水通量恢复率和油水渗透通量恢复率分别可达到96.9%和98.1%.     

聚醚砜膜提纯乳糖的研究

以聚醚砜(PES)为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用相转化法制备了对PEG的截留分子量为20 000的聚醚砜超滤膜.通过对操作压力、料液的温度和浓度等条件的变化对蛋白质截留率、膜通量及乳糖透过率影响的分析,研究了不同的影响因素对乳糖超滤效果的影响规律.并确定了最佳工艺条件:压力在0.3 MPa左右较适宜,温度为50~60℃,料液浓度为100~150 g/L,处理时间为45~60 min.比较了不同清洗剂对PES膜超滤性能恢复的效果.结果显示,当超滤1 h通量减少一半时,用0.5%的NaOH清洗20 min后就可以恢复70%的膜通量.     

不同孔径陶瓷膜硅烷改性及油水分离性能研究

具有低表面能的疏水陶瓷膜常用于含水油液分离,而渗透通量的提高是提升膜分离过程经济性的关键.本文通过有机硅烷接枝改性制备疏水陶瓷膜,研究硅烷改性对不同孔径陶瓷膜结构及油水分离性能的影响。以孔径为1 000 nm、100 nm、10 nm的3种陶瓷膜为研究对象,考察不同孔径陶瓷膜硅烷化改性前后膜表面微观形貌、润湿性及渗透阻力的变化,评价3种孔径疏水陶瓷膜在溶剂、酸碱等环境下的稳定性,并将3种孔径硅烷改性的陶瓷膜用于油包水乳液分离.结果表明,孔径越小的膜硅烷化改性后渗透阻力增幅越大,尤其是当孔径达到10 nm,改性前后渗透阻力相差近3倍;原膜孔径对改性膜润湿性影响不大,且均表现出良好的耐溶剂性、耐酸碱性.低压高流速的操作方式有利于提高改性膜通量;对于水含量1 000μL/L的W/O乳液,3种改性膜对水的截留率均超过93%,渗透液水含量低于70μL/L,其中1 000 nm改性膜通量最高,达375 L/(m²·h),而10 nm膜更不易被污染;对于水含量10%(体积分数)的W/O乳液,1 000 nm改性膜污染非常严重,通量迅速下降为14.1 L/(m²     

陶瓷膜澄清食醋的工艺研究

采用陶瓷膜技术澄清食醋时加了预处理工序,对有无预处理工序的两种工艺进行了膜通量变化和膜再生的对比研究.结果表明:预处理后的食醋经陶瓷膜澄清时,通量衰减缓慢,膜再生效果好.在此工艺路线下研究了各影响因素对膜通量的影响,确定了适宜的工艺参数:膜孔径80 nm、跨膜压差0.14 MPa、雷诺数6 000、料液温度25~30℃、浓缩倍数不大于10;采用分步反冲技术使平均膜通量维持在43 L/(m2.h)以上;化学清洗方法可使膜通量恢复至96%以上;澄清后的食醋的质量指标均符合国家标准,避光放置18月以上无返混现象.此工艺比单独膜澄清时的膜使用寿命增加0.5年左右,运行成本减少了3.71元/t(现在生产成本为30.01元/t).系统运行近两年,运行稳定.     

改性TiO2陶瓷膜用于膜蒸馏脱盐的研究

以渗透通量和脱盐率为实验考核指标,对疏水性TiO₂陶瓷膜进行三因素四水平气隙式膜蒸馏正交实验,考察操作条件（进料温度、NaCl溶液浓度、进料流量）对实验考核指标的影响以及膜片的脱盐效果.由实验结果的极差分析和方差分析得知:渗透通量受进料温度的影响最为显著,且随进料温度、进料流量的提高而显著增加,而NaCl溶液浓度对渗透通量几乎无影响;NaCl的脱盐率受进料温度影响显著,且随进料温度、NaCl溶液浓度的增加而下降,进料流量对脱盐率几乎无影响;进料温度的确定需根据实际条件,同时考虑能耗和通量的基础上折中选择;所制备的陶瓷膜用于质量分数为2%的NaCl溶液脱盐效果较其它浓度NaCl溶液的好,可适当加大进料流量,以增大渗透通量从而增加透过水产量.     

不同材质及孔径的无机陶瓷膜精制黄芪水提液

目的:考察不同材质、不同孔径无机陶瓷膜精制黄芪水提液的适用性,优化工艺参数.方法:为能精确观察指标性成分透过率的动态变化,将实验设为分多次取样.以黄芪水提液为研究对象,从渗透通量、指标性成分透过率、固含物去除率等角度考察膜材质、膜孔径对微滤过程的影响.结果:0.2μm ZrO2较适用于本体系,其稳定渗透通量达273L/(m2.h),黄芪甲苷的透过率达64.56%,固含物的去除率在19%左右.结论:采用无机陶瓷膜对黄芪水提液进行精制分离是可行的,且在适当膜工艺条件下可取得较好精制效果,从而为陶瓷膜分离用于中药精制领域的共性问题提供了依据.     

超声在陶瓷膜微滤中药口服液过程中的应用研究

研究了在线超声技术在无机陶瓷膜微滤中药口服液中的应用.以膜渗透通量、膜污染阻力分布等为指标,考察了在线连续超声与正常微滤在口服液微滤中的差异,进而对操作条件进行优化.结果表明,超声能显著增强膜的渗透通量,增液口服液、黄芪精口服液的通量提高率分别为26.6%和44.6%.超声波还能有效控制膜表面污染.采用超声强化陶瓷膜微滤中药口服液能有效的减少膜污染、提高膜的利用效率.     

高通量自清洁多孔PZT压电陶瓷膜的制备

以PbZr_(0.52)Ti_(0.48)O_3(PZT)压电陶瓷粉体为原料,淀粉为造孔剂,通过干压成型法制备多孔PZT压电陶瓷膜,考察了造孔剂含量对多孔PZT压电陶瓷膜微结构及压电性能的影响.结果表明,随着造孔剂含量的增加,陶瓷膜的孔隙率和纯水渗透率逐步增加,而机械强度和压电性能逐步降低.当加入质量分数2.5%的造孔剂时,多孔陶瓷膜纯水渗透率为2 250 L/(m~2·h·MPa),最可几孔径为0.5μm左右,极化后可产生振幅为42 mV的振动信号.将此条件下制备得到的多孔PZT压电陶瓷膜在含油乳化液中进行过滤实验,发现陶瓷膜无超声作用时,其通量迅速衰减至初始通量的37%.而在原位超声作用下,陶瓷膜通量衰减缓慢,并且稳定在55%左右,表明PZT压电陶瓷膜产生的超声起到了抗污染的效果.     

卷式反渗透膜的气液两相流清洗特性

建立新型膜清洗装置,将压缩空气和化学清洗液形成气液两相混合流体对2.5英寸(1英寸=25.4 mm)卷式反渗透膜进行清洗研究.系统地探讨了气液两相流清洗过程中清洗液流量、气体流速、气液比、清洗时间对膜截留率和通量恢复率的影响.结果表明清洗液在0.12 L/rain时,即可获得较好的膜通量恢复率.不同过滤面积的反渗透膜,清洗液的临界流量不同,超过该流量对膜通量恢复率无明显影响.膜通量恢复率随气体流速的增加而增加,聚酰胺材质反渗透膜气速上限是18 m/s,更高的气速将降低膜截留率.气液比在2000∶ 1～3000∶1范围内能有效提高膜通量恢复率.两相流清洗时间一般不超过15 min就能获得理想清洗效果.     

膜集成技术在1,3-丙二醇精制中的应用

以1, 3-丙二醇(PDO)发酵液为对象,研究了优选孔径陶瓷膜与有机纳滤膜集成技术在PDO精制中的应用.结果表明,4 nm陶瓷膜较优,可浓缩发酵液25倍,再加浓液的2倍水洗滤,收率可达99%以上,平均通量约为138 L/(m~2·h).与原澄清工艺相比,新工艺不仅能有效降低清液蛋白含量,延长有机膜的使用寿命,而且成本比传统工艺低40%,实现了膜集成技术提高产品品质和降本增效的双重目标.此外,通过反渗透膜对树脂工艺澄清后的PDO清液进行二级浓缩,可将PDO溶液浓缩至质量分数15%～20%,降低一半的蒸汽消耗.