操作条件对正渗透分离性能的影响

正渗透是以渗透压差为驱动力的新型膜分离过程。采用水流分布较佳的膜池结构,研究了膜朝向、流动方式对正渗透水通量性能的影响,结果表明PRO模式（当膜的活性层朝向驱动液时）的水通量明显高于FO模式（当膜的活性层朝向原料液时）,但其衰减程度较大;在溶液浓度差相同的条件下,逆流操作更利于水通量的提高。针对FO模式和逆流条件,探讨了溶液温度对水通量和反向盐通量的影响,结果表明：膜两侧溶液温度同步升高时,正渗透过程的水通量和反向盐通量均增加,且水通量的增加幅度大于反向盐通量;单侧增加溶液的温度时,驱动液侧温度升高对水通量性能的提升效果优于原料液侧。综合考虑过程能耗和系统性能,认为单独升高驱动液温度更具实用价值。     

正渗透膜生物反应器膜过滤特性研究

以氯化钠为驱动溶质,采用正渗透膜生物反应器处理模拟生活污水,系统地考察了各因素对正渗透膜过滤性能的影响。结果表明,随着驱动液浓度增加,水通量和反向盐通量也随之增加;正渗透膜活性层朝向驱动液时(AL-DS)的水通量和反向盐通量较活性层朝向原料液(AL-FS)时大;水通量和反向盐通量与错流速率正相关,在错流速率较低时增加不明显;随着活性污泥浓度增加,水通量呈下降趋势,而反向盐通量呈上升趋势。     

壳寡糖汲取液的正渗透性能

以3种不同分子量的壳寡糖(COS)溶液为汲取液,研究了汲取液浓度与p H值、电导率、粘度和渗透压的关系,分析了不同分子量、壳寡糖浓度、膜活性层朝向时的水通量、反向溶质通量和截留率等因素的变化规律,讨论了其对纯水的回收率.结果表明,壳寡糖溶液具有较高的电导率和渗透压,可产生较高的水通量,正渗透膜的活性层朝向汲取液(AL-DS)模式时的水通量优于活性层朝向原料液(AL-FS)模式,但AL-DS模式下的反向溶质通量较AL-FS模式大;两种模式下膜的截留率均在99.9%以上,且AL-FS模式的截留率略高于AL-DS;COS汲取液对纯水的回收性能良好.     

正渗透膜分离技术处理生活污水的实验研究

以正渗透膜分离系统为实验装置对某校园生活污水进行处理,考察了正渗透膜在膜朝向不同时对水通量和氮的截留效率的影响以及膜污染的状况。结果表明,正渗透过程活性层朝向原料液侧的FO模式下水通量下降趋势较小,水通量较稳定,且对污水中的氮污染物的截留效果好于压力阻尼渗透过程活性层朝向驱动液侧的PRO模式。FO模式运行下的膜污染比PRO模式相对较轻,污染物质在膜的活性层表面形成了胶状层,采用去离子水浸泡+设备运行冲洗的物理方法对污染的膜进行清洗后,膜活性层表面的大部分污染物被清除,膜表面的初始形态可基本恢复。     

正渗透膜分离糖类有机物的影响因素研究

实验以蔗糖等中性亲水小分子有机物作为模型污染物,考察了汲取液浓度、分子量、膜朝向等因素对正渗透分离糖类有机物的影响.结果表明,蔗糖等糖类有机物能被正渗透膜有效截留.4mol/L的较高浓度汲取液导致通量明显下降.当膜活性层朝向汲取液时,增大糖类的分子量(1 000Da)导致膜通量降低,而膜截留率为91.2％.水通量产生的...     

海水驱动不同正渗透膜分离性能对比研究

以天然海水作为正渗透汲取液,对比研究CTA-ES和TFC-ES正渗透膜在不同膜朝向和错流速度下的清水通量和截留污染物效果,结果表明,2种正渗透膜在不同膜朝向下通量变化趋势类似;错流速度对活性层朝向汲取液侧运行模式(PRO)运行影响较大,体积流量为2 L/min时,正渗透性能较稳定;相同操作条件下,TFC膜具有较高的纯水渗透性和盐排斥性,最高通量是CTA膜的1.6倍以上,特性反向溶质通量在0.5以下,更适用于脱盐过程;CTA膜的运行稳定性较好,对污染物的截留率在93%以上,截留效能要优于TFC膜。     

壳聚糖季铵盐汲取液的正渗透性能研究

采用超声降解方法制备了3种不同相对分子质量的壳聚糖季铵盐(CTS-QTS),通过红外光谱和凝胶渗透色谱对降解产物进行了表征,分别研究了CTS-QTS水溶液作汲取液时,CTS-QTS含量与黏度、电导率、渗透压的关系,以及不同膜朝向和汲取液CTS-QTS含量时的水通量、反向溶质通量、截盐率和水回收率等的变化规律。结果表明,正渗透膜的活性层朝向汲取液(AL-DS)模式的水通量要高于活性层朝向原料液(AL-FS)模式,但AL-DS模式下的反向溶质通量大约是AL-FS模式的2倍;在2种模式下,膜的截盐率均在99.9%以上,且AL-FS模式的截盐率略高于AL-DS。CTS-QTS汲取液的水回收性能优良。CTS-QTS有望成为低能耗型绿色正渗透汲取剂。     

商业正渗透膜的改性及其用于处理焦化废水的研究

正渗透技术是一种新兴的膜分离技术,在处理有机废水方面具有广阔的应用前景。分别对Poten以及HTI商业正渗透膜进行改性,并用于对焦化废水中难降解毒性小分子(吲哚和吡啶)的截留测试。探究了水相单体PIP浓度、膜朝向、汲取液浓度对改性前后两种膜水通量、J_s/J_w比值、有机物截留率的影响,以及改性前后两膜特征参数的变化。结果表明：对Poten膜和HTI膜进行界面聚合改性后,膜水通量以及J_s/J_w比值都不同程度地降低;改性后的两正渗透膜水渗透系数A、盐渗透系数B均降低,而膜结构参数S以及对NaCl和有机物的截留率均提高;其中HTI-IP复合膜对有机物的截留率(81%)明显高于IP-2(改性Poten膜)复合膜;与FO模式相比,IP-2复合膜在PRO模式下(汲取液面向活性层)具有更高的水通量及反向盐通量。此外,在两种膜朝向下,水通量及反向盐通量都随汲取液浓度的增大而增大,但是在FO模式下(料液面向活性层),通量呈现非线性增长。     

荷电中空纤维复合膜及其正渗透性能研究

以聚丙烯中空纤维微滤膜为底膜、羧甲基纤维素钠为功能材料、氯化铁为交联剂,采用溶液涂覆-交联工艺制备了表面荷电的中空纤维复合膜,将该中空纤维复合膜用于正渗透(FO)过程,研究了汲取液盐含量、原料液流速等对FO通量的影响。结果表明,制备的荷电中空纤维复合膜可用于FO过程,以蒸馏水为原料液、Na2SO4水溶液为汲取液,采用PRO模式进行FO试验,当原料液与汲取液体积流量均为15 mL/min、汲取液浓度为0.5 mol/L时,FO水通量为12.3 L/(m2.h),盐通量与水通量的比为1.42 g/L。     

正渗透膜污染影响因素的研究与分析

以海藻酸钠（ALG）为典型有机污染物,采用TFC FO膜,以水通量下降率和污染阻力作为膜污染的评价指标,探究了正渗透（FO）过程中的膜摆向（FO模式和PRO模式）、原料液（FS）和驱动液（DS）的浓度、原料液中Ca²⁺浓度和pH对FO膜污染的影响规律,并提出适宜的膜清洗方案。结果表明,在PRO模式下,膜污染阻力为3.38×10¹¹m^-1,而在FO模式下仅为3.88×10¹⁰m^-1,表明FO模式污染轻;FS或者DS浓度的增大均会导致污染阻力增大,使得污染更加严重;当FS中不含Ca²⁺和含Ca²⁺浓度分别为1mmol/L和2mmol/L时,相较于初始通量,其通量降低率分别15.40%、18.49%和24.93%,当Ca²⁺浓度从1mmol/L增大到2mmol/L过程中,膜污染阻力增大1.6倍;当FS的pH为4.2、7.0和10.7时,水通量降低率依次增加,分别为14.56%、14.82%和18.78%。分别采用去离子水、pH为3.0的HCl溶液、pH为11.8的NaOH溶液以及十二烷基硫酸钠（SDS,pH=11.0）溶液对膜进行清洗,得到SDS溶液清洗效果较好,通量恢复率可达90.70%。     

正渗透技术处理煤气化废水工艺条件研究

采用正渗透技术处理煤气化废水,研究了正渗透过程纯水透过通量与膜活性层朝向、膜面流速及汲取液的关系。结果表明,膜活性层朝向为AL-FS、膜面流速为20 cm/s时处理效果最好,处理后浓水处理量可减少50%以上。     

压力延迟渗透发电技术的影响因素探究

压力延迟渗透技术作为提取盐差能的一种有效方法,已在海洋新能源开发方面展现出巨大潜力,提高盐差能发电效率是目前压力延迟渗透技术尚需解决的重要问题之一。以压力延迟渗透过程膜的水通量和功率密度为评价指标,重点研究了料液流动方式、流速和浓度等因素对压力延迟渗透过程性能的影响。结果表明,采用逆流方式、增大浓度差、提高流速均有利于提高压力延迟渗透过程中的水通量和功率密度,其中,单侧增加原料液浓度,水通量和功率密度均呈逐渐降低趋势;单侧增加驱动液浓度,水通量和功率密度均呈逐渐上升趋势。选取河水-正渗透浓盐水模拟体系,采用逆流操作,在压力差为1 200 kPa条件下,提升原料液流速效果更优;驱动液流速为1.0 L·min^-1,原料液流速从0.5 L·min^-1提升到2.0 L·min^-1时,水通量提升了17.3%,功率密度也从8.01 W·m^-2增加到9.39 W·m^-2。     

正渗透过程中水与溶质的传递现象

正渗透是一种利用渗透原理的新兴膜技术,近年来在国内外受到了广泛的关注。解析该过程中溶剂水的传递和驱动溶质的反向传递对其发展和应用至为关键。首先开展了两种膜的取向下,正渗透过程中的水通量和溶质反向摩尔通量的实验研究。当驱动溶液在膜分离层侧时,水通量更高,而溶质反向摩尔通量更低,表明水的传递对溶质的反向传递有限制作用。而后分别考察了不同的单一溶质和二元混合溶质作为驱动溶质时,水和溶质的传递现象。当单一中性溶质或电解质作为驱动溶质时,水通量和溶质反向摩尔通量均随驱动溶液浓度的升高而增大;在相同操作条件下,驱动溶质的扩散系数越小,溶质反向摩尔通量越小;中性溶质与电解质混合溶液为驱动溶液时,溶质分子之间存在耦合传递效应。     

正渗透过程中水与溶质的传递现象

正渗透是一种利用渗透原理的新兴膜技术,近年来在国内外受到了广泛的关注。解析该过程中溶剂水的传递和驱动溶质的反向传递对其发展和应用至为关键。首先开展了两种膜的取向下,正渗透过程中的水通量和溶质反向摩尔通量的实验研究。当驱动溶液在膜分离层侧时,水通量更高,而溶质反向摩尔通量更低,表明水的传递对溶质的反向传递有限制作用。而后分别考察了不同的单一溶质和二元混合溶质作为驱动溶质时,水和溶质的传递现象。当单一中性溶质或电解质作为驱动溶质时,水通量和溶质反向摩尔通量均随驱动溶液浓度的升高而增大;在相同操作条件下,驱动溶质的扩散系数越小,溶质反向摩尔通量越小;中性溶质与电解质混合溶液为驱动溶液时,溶质分子之间存在耦合传递效应。     

正渗透处理模拟印染废水的性能研究

实验以1 mol/L的NaCl溶液为汲取液,以活性染料印染废水、分散染料印染废水为原料液,探究不同染料类型、膜朝向及温度对正渗透性能的影响,以及不同情况下的膜污染情况。正渗透处理两种染料都有很高的水通量;AL-FS模式初始水通量为14.79 L/(m²·h),COD截留率为98.8%,色度为99.2%。AL-DS模式下分别为17.82L/(m²·h)、93.2%和93.9%;温度由15℃升高到35℃,水通量增加了5.6%,COD截留率降低了1.1%,色度截留率降低了1.2%;超声清洗后AL-FS模式下恢复率为94.3%,AL-DS模式下为91.2%。AL-FS模式优于AL-DS,水通量随温度的升高而升高,膜清洗水通量恢复率较高。     

复合正渗透膜的过滤特性及对二级出水截留效果研究

以某污水厂二级出水为原料液,采用型号TFC-ES正渗透膜研究过滤过程中的工艺特性(膜朝向、汲取液的种类及含量、错流速度)及适宜的膜清洗条件,以优化操作条件、降低浓差极化、减轻膜污染、提高正渗透膜性能。结果表明,以FO模式(活性层朝向原料液侧,AL-FS)、7.25 cm/s的错流速度、1 mol/L的Mg Cl2溶液作为汲取液时,复合正渗透膜的纯水通量大于9 L/(m2·h),反向盐截留率保持在99.90%以上。二级出水产生的可逆膜污染可采用简单的水力清洗方法,以17.4 cm/s的错流速度,去离子水清洗30 min后,膜通量恢复率大于90%。同时复合正渗透膜对二级出水中的溶解性固体(TDS)截留率高达98%以上,对金属离子Al~(3+)和Fe~(3+)的截留率可分别达到97%和100%,有机物、TN和TP的截留率均在82%以上,可为正渗透技术应用于废水处理提供相应参考。     

卷式正渗透膜组压力延迟渗透性能实验研究

利用卷式醋酸纤维素正渗透膜组,以Na Cl溶液和自来水分别作驱动液和料液,考察了进口压力、溶液流量、驱动液浓度和跨膜压差等因素对膜组性能的影响,并对以上4个因素进行单因素实验。结果表明,相同流速下料液流道阻力明显大于驱动液流道;随着料液和驱动液流量的增加,膜组水通量呈缓慢上升趋势,料液流量改变对水通量的影响更明显一些,但和膜片相比,膜组的单位面积水通量有所下降;通过增加驱动液浓度能够较大幅度提升膜组水通量和功率密度,但浓差极化现象的抑制作用也逐渐增加。随着跨膜压差的升高,水通量呈逐渐下降趋势,当其达到渗透压的一半时,膜组功率密度达到最大。     

醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能研究

以醋酸纤维素(CA)为成膜材料,不锈钢网为支撑层,采用相转化法制备CA正渗透膜。研究了CA浓度、溶剂和添加剂种类、凝固浴温度、热处理温度及不锈钢网目数对膜性能(水通量和截留率)的影响,并采用显微镜对膜的表面和断面形貌进行了表征。结果表明,当CA质量分数为4%,溶剂为丙酮和1,4-二氧六环的混合溶剂,添加剂为甲醇和乳酸混合添加剂,凝固浴温度为20℃,热处理温度为80℃,不锈钢网目数为500目时,所制备的正渗透膜性能最佳。利用0.1 mol/L的Na Cl为原料液,2 mol/L的葡萄糖为汲取液,室温条件下,膜的分离层朝向原料液时,所制备的正渗透膜的水通量为2.6 L/(m~2·h),对Na Cl的截留率为99.86%。     

基于碳纳米管-聚丙烯腈纤维支撑层的正渗透膜制备

在聚丙烯腈(PAN)溶液中加入功能化的多壁碳纳米管(f-MWCNTs),采用静电纺丝法制备纳米纤维多孔支撑层,在其表面通过界面聚合制备超薄聚酰胺截盐层,制得正渗透复合膜,考察了PAN浓度及碳纳米管添加量对膜结构性能的影响.结果表明,随PAN浓度增大,支撑层纤维直径增大,水通量降低,截盐率增大.含羧基和羟基的f-MWCNTs可增强膜的亲水性和机械强度,提高膜通量和截盐率.PAN浓度为12%(?)、f-MWCNTs浓度为1.44%(?)时,膜的机械强度可达10.55 MPa,与水的接触角为41.39°,机械强度和亲水性优于未添加碳纳米管的PAN正渗透膜(机械强度3.60 MPa,接触角为61.86°).以1 mol/L Na Cl为汲取液、去离子水为原料液,膜的水通量可达79.1 L/(m2·h),明显高于商用渗透膜CTA-NW和CTA-ES[8.8和18.4 L/(m2·h)],溶质反向通量仅为50.4 g/(m2·h).     

聚偏氟乙烯基复合正渗透膜的制备与表征

采用溶液相转化法制备高孔隙率、大通量聚偏氟乙烯(PVDF)膜作为复合正渗透膜基膜,研究通过改变基膜制备过程中的凝固浴温度,以及在铸膜液中加入高亲水性的氧化石墨烯(GO)来优化基膜及其复合膜的结构与性能。结果表明,凝固浴温度为40℃、GO的质量分数为0.06%时,所得复合膜的正渗透性能较好,分离层朝向原料液和分离层朝向汲取液模式下的纯水通量分别为14.7、21.84 L/(m~2·h)。扫描电镜观察发现,基膜断面由较薄皮层和半开放膜内大孔组成,GO的加入使膜内大孔体积增大,而对复合膜表面的峰谷结构影响较小。