正渗透净水过程中三醋酸纤维素膜表面特性研究

以浓缩天然水作为模型污染物,研究了正渗透(FO)系统错流过滤水中有机物时,不同温度和错流速度下膜通量的变化;通过对被污染的膜进行接触角和红外光谱分析,考察污染物在FO膜的沉积规律以及对膜表面特性造成的影响。结果表明,温度越高以及错流速度越小,膜污染越强,膜通量下降越大。膜上污染物以亲水性物质为主,膜污染物降低了膜的接触角。污染物在波数为1 408 cm-1和871 cm-1处有强特征峰,说明天然水中氨基酸是膜可能的主要污染物。     

磷酸铝添加剂对聚偏氟乙烯膜抗污染性能的影响

考察添加剂磷酸铝(AlPO_4)对聚偏氟乙烯(PVDF)膜性能的影响,分析模拟污染物的过滤行为机制。结果表明,AlPO_4对PVDF膜的孔隙率和含水率无明显影响。适量添加Al PO4使PVDF膜的水通量、通量恢复率增加,提升PVDF膜的抗污染能力。AlPO_4添加质量分数为2.5%时,PVDF滤膜的整体性能较优:水通量为246.4 L/(m~2·h),通量衰减系数0.22,牛血清白蛋白截留率95%,通量恢复率66%。采用AlPO_4的质量分数2.5%制备的PVDF膜,模拟污染物(牛血清白蛋白、海藻酸钠、腐殖酸及其混合液)的过滤机制主要为滤饼过滤-标准堵塞型。     

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...     

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。     

腐殖酸类物质对反渗透膜的污染研究

通过单一污染物实验,分析了不同浓度的腐殖酸类有机物对反渗透膜的污染过程,明确了膜表面沉积的腐殖酸类有机污染物总量是导致系统膜通量降低与脱盐率升高的主要因素.腐殖酸与钙离子的复合污染实验表明,钙离子的存在加快了腐殖酸的沉积速率,且两者在膜表面的沉积使膜通量与脱盐率下降,而腐殖酸在膜上的沉积量是通量变化的决定因素.     

正渗透膜过程中临界通量的影响因素

临界通量是膜过程中一种重要的污染特性指标.采用阶梯汲取液浓度递增法测定不同污染物、架桥离子浓度及膜面流速对正渗透(FO)膜过程临界通量的影响.结果表明,海藻酸钠(SA)、腐殖酸(HA)及二氧化硅(SiO2)污染时FO膜临界通量值分别为29.32,46.35和32.17 L/(m2·h);随 Ca2+浓度由0 mmol/...     

纳滤膜类型对碳酸盐型苦咸水脱盐效能的影响

采用纳滤技术对苦咸水进行脱盐是拓展淡水资源供给的重要途径之一，而膜材料的合理选用与否则会对其脱盐效能产生显著的影响。本研究采用两类商品纳滤膜（NF90和NF270）对典型碳酸盐型苦咸水进行脱盐及污染对比，研究了两类纳滤膜在不同操作压力、原水温度、系统回收率条件及在三类有机物（牛血清白蛋白、腐殖酸和海藻酸钠）污染下的通量变化规律，并通过总溶解固体（TDS）去除率、阳离子截留率和扫描电镜-能谱等分析手段综合探讨了两类纳滤膜的脱盐效能与污染特征差异。结果表明，NF90和NF270在不同操作压力、温度和系统回收率下的出水TDS均能满足《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）的限制规定（TDS<1 000 mg/L），而NF270则由于其较为疏松的分离层结构而具有更高的产水通量，且其较低的污染物浓缩效应和亲水光滑的膜面物化特征赋予其更强的抗污染能力，综合而言更为适用于典型碳酸盐型苦咸水的脱盐处理。     

正渗透处理二级出水过程中微生物对膜污染的影响研究

为了确定微生物对正渗透膜污染的影响,分别以UV消毒前后的二级出水为原料液考察了正渗透分离过程中微生物的存在对膜通量及污染物截留性能的影响。结果表明,二级出水经消毒处理后,膜通量的下降幅度明显减少;对原料液进行消毒处理不会显著影响磷酸盐、硝酸盐及TOC的截留率,但可使氨氮的总截留率降低10.9%;原料液经消毒处理后,所有污染物在膜表面的累积率均明显下降。污染后的膜经高压水枪冲洗后,两系统的膜通量均可以恢复到初始膜通量的84%。说明微生物的存在会加重膜污染的程度,同时微生物所造成的膜污染主要是疏松的滤饼层污染。     

进水温度对膜蒸馏处理焦化废水效能的影响

采用直接接触式膜蒸馏处理焦化废水,通过监测出水电导率、 DOC、色度、 UV254并利用三维荧光光谱对出水水质进行分析,探究了焦化废水的进水温度对膜蒸馏处理效果的影响。结果表明,随着温度升高膜通量明显升高,当进水温度为40、 50和60℃时,初始膜通量分别为8.7、 14.6和21.7 kg/(m2·h)。随着温度的升高,焦化废水中污染物的扩散程度也随之加剧, 60℃时出水中有机物浓度比40、 50℃提高了约40%。膜蒸馏能有效截留焦化废水中的类腐殖酸和类富里酸等大分子污染物,而芳香烃及杂环类有机物是影响膜蒸馏产水水质的主要因素,随着温度升高,苯酚等易挥发的小分子有机物扩散也明显加快。此外,不同进水温度下膜污染形成的规律不同, 40℃时以无机污染为主, 50℃时以有机污染为主, 60℃时以有机和无机复合污染为主,这可能与温度升高后有机物扩散速率加快有关。综合比较,采用膜蒸馏处理焦化废水时进水温度拟选择50℃为宜。     

糖类和蛋白类物质污染聚砜膜的不同特性和微观机制

从多个角度对聚砜膜超滤葡聚糖和BSA水溶液时膜的污染特性和微观机制进行了分析和比较。实验测定了两种溶液的膜渗透通量随时间变化曲线;考察了气液两相流操作对两种溶液膜渗透通量的影响;对超滤葡聚糖和BSA水溶液后的膜进行了清洗实验;对超滤前后的膜进行了扫描电镜和XPS分析。结果表明,葡聚糖在聚砜膜面仅仅是沉积或物理吸附,而SA在聚砜膜面为伴随有电子转移的化学吸附。     

聚丙烯中空纤维膜的应用与清洗方法

采用聚丙烯中空纤维微孔膜的减压膜蒸馏技术对氯化钠、氯化钙和硫酸镁等盐溶液进行脱盐处理，考察了料液温度、料液流量、料液浓度和冷测真空度对膜的渗透通量和去除率的影响。实验表明：随着真空度及料液流量、温度的提高，膜的渗透通量有增加的趋势。在相同条件下处理不同的盐溶液，膜的渗透通量相差不大，膜的去除率达到99％以上。使用0．5mol／L盐酸以及0．05mol／L EDTA清洗被污染的膜效果最明显，可迅速有效地将附着在中空纤维膜上的无机污染物去除，使膜渗透通量得到基本恢复。     

3种纳米材料改性PVDF膜的抗污染性能评价

采用模拟有机污染物(腐殖酸、海藻酸钠、牛血清白蛋白及其混合液),考察纳米(ZnO、Ag和TiO_2)改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜对污染物的分离效能。结果表明,模拟污染物的膜污染机制与纳米改性无关联。PVDF/ZnO膜的水处理效能最佳,通量恢复率90%,可逆污染占总污染比例约90%。与PVDF膜相比,PVDF/ZnO膜在海藻酸钠条件下的污染指数降低了84.8%,对腐殖酸和混合液的浊度去除率分别达到98.9%和94.8%,且对浊度有更高的去除率。ZnO改性PVDF膜表现出良好的水分离性能和抗污染能力,可用于水处理过程。     

海水驱动正渗透浓缩市政污水性能研究

以天然海水作为正渗透汲取液,构建了正渗透膜浓缩市政污水系统,对比研究CTA-ES和TFC-ES正渗透膜对污染物的截留与浓缩效果,结果表明,2种正渗透膜对有机物和营养元素截留率较高,出水水质较好,在污水浓缩至初始体积的1/6过程中,由于污染物在膜表面的富集作用,FO膜对氨氮和TN浓缩倍数仅为2.1～3.4倍,而对COD和...     

单通道陶瓷膜管低压透水性能实验分析

无机陶瓷膜作为多孔介质具有分离效率高、耐酸、耐碱等优点,被视为在海水淡化、废水处理、气体分离等领域的研究热点。采用Al₂O₃管式单通道陶瓷膜材料构建膜组件,以燃煤电厂自来水、烟气冷凝水、脱硫废水三种不同水质为例,开展低跨膜压差下的膜组件透水性能实验,研究了膜参数、跨膜压差及水体温度等因素对渗透通量、渗透水质的影响,并对引发膜污染的机理过程进行了探讨分析。实验结果表明：陶瓷膜管的结构参数是关键因素,如孔隙率、孔径及厚度等;低跨膜压差下的渗透通量随压力增大呈线性提高,并未发现浓差极化现象,水体温度变化通过改变黏度进而影响渗透通量,同时水质较差时会导致渗透通量降低;陶瓷膜管的孔径是影响渗透水质的核心要素,微滤与纳滤膜对改善悬浮物含量、浊度及色度效果明显,不同孔径对盐度、电导率影响不同;从SEM图可以看出,污染物在膜表面或膜内部发生的沉积、架桥等现象导致严重的膜污染。充分认识影响陶瓷膜管渗透特性的关键因素及污染物的作用机理,对提高无机陶瓷膜的应用前景具有重要意义。     

XDLVO理论分析混合有机污染物的膜污染

通过XDLVO理论分析了混合有机污染物的膜污染状况,对腐殖酸、海藻酸钠、牛血清蛋白这3种典型的模型污染物及其不同比例的混合物及PVDF膜的界面自由能进行了定量分析,从而判断膜污染性能,并通过过滤实验对预测结果进行了验证。结果表明,混合污染物和单一污染物界面性质完全不同,但根据界面自由能判断膜污染程度与过滤实验相符;溶液pH对混合污染物的溶液性质影响较大,最终影响膜过滤实验的污染程度,当pH较大时,膜污染程度相对较轻;添加不同的金属盐会影响混合污染物的界面性质,进而影响膜污染程度,添加钙离子相对镁离子和钠离子更容易导致膜污染。     

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。     

辛酸对反渗透膜的污染研究

以辛酸为模型污染物,分析了不同p H及Ca2+存在下辛酸对反渗透膜进水压力、产水TOC及脱盐率的影响。同时考察了海藻酸钠、蛋白质、腐殖酸等典型有机污染物共存时,辛酸在膜污染中的贡献。实验结果表明,当进水p H分别为4、7.5时,进水压力分别在污染运行的8、36 h内上升至初始压力的15%;p H为4时,Ca2+浓度的变化对膜污染无明显影响,产水中的TOC随着运行时间的延长而增加;p H为7.5时,运行时间随Ca2+浓度的增加而延长。不存在Ca2+时,相对海藻酸钠、蛋白质、腐殖酸而言,小分子质量的辛酸是造成膜污染的主要有机物。Ca2+存在时,海藻酸钠取代辛酸成为膜的主要有机污染物。     

膜生物反应器中膜的污染与清洗

通过不同清洗方法对膜通量恢复效果的评价以及对污染膜和各步清洗后对膜表面和断面形貌的观察，对膜生物反应器工艺中的膜污染特征和膜污染进行了研究。结果表明，清水冲洗能消除纤维膜之间淤积的污泥和膜表面松散的污染层，次氯酸钠可以清除膜表面的微生物和有机污染物，而硫酸和柠檬酸能清除膜上的无机物垢。在膜外表面的污染物主要为生物膜和凝胶层污染，而膜内表面的污染物主要为滋生的微生物和无机污染物。对应各步清洗后膜通量的恢复，可以推出，在试验的工艺条件下，无机物污染对膜过滤阻力的影响较大。在此基础上．为延缓膜污染对膜生物反应器提出三点建议．     

阳极氧化铝膜过滤BSA溶液过程中的污染分析

采用阳极氧化铝膜过滤牛血清蛋白溶液,考察了孔径20、100、200 nm 3种膜的过滤通量随时间的变化关系,在相同的操作条件下孔径20 nm的膜具有较高的渗透通量(400 L/(m2.h))和较小的过滤阻力(8.3×1011/m)。还考察了蛋白质浓度、泵送时间及清洗对膜污染情况的影响。结果表明,在实验的范围和条件下,随蛋白质浓度的增大,膜污染加重,稳定通量增大;泵送时间增长,膜污染速度加快,通量增大;通过纯水清洗加超声清洗的方法去除可逆污染,清洗后膜与新膜过滤通量相当。     

新型抗污染膜材料研究进展

回顾了近年来出现的新型抗污染膜材料,包括碳纳米管、水通道蛋白、氧化石墨烯、聚多巴胺、银纳米颗粒和单宁酸-铁等.分析了这些材料的特性、作用原理、改性效果及优缺点,表明这些材料对提高膜通量、增强膜的抗污染能力以及去除目标污染物等方面各具优势.其中单宁酸-铁改性膜工艺由于具有简单、快速、经济、高效、稳定等优点,具有较高的市场...