亚临界通量操作对黄连解毒汤超滤过程的影响

将临界通量概念引入中药水提液复杂体系,以中药复方黄连解毒汤水提液为实验对象,通过测定中空纤维膜超滤过程的临界通量,考察了亚临界通量操作下的膜系统运行状态.结果表明,在错流流速0.15 m/s,压力0.04 MPa的亚临界通量操作下,膜稳定通量与初始通量相比降低了5.5%;而在0.07 MPa和0.10 MPa的超临界通量操作下,其值分别为32.1%、42.2%.稳定状态下膜相对污染阻力在0.04、0.07和0.10 MPa条件下分别为3.0、7.5和15.8.亚临界通量操作对于优化操作条件,有效降低膜污染,节约生产成本,指导中药水提液膜过滤精制的实际生产应用有着重要的意义.     

光催化陶瓷平板膜反应器临界通量运行膜分离性能

针对光催化膜反应器中膜污染特性,采用通量阶式递增法测定了不同催化剂浓度及光照强度下光催化陶瓷平板膜反应器中临界膜通量的大小,对比了临界和超临界通量运行中膜分离性能.研究结果表明:当催化剂浓度为0.3g/L时,光照强度越高,临界通量越高.在临界通量为75L/(m~2·h)下运行相比超临界通量而言,其稳定运行周期更长,渗透出的滤液体积更多.临界通量运行过程中膜污染首先经历缓慢增长过程,随后变为加速膜污染过程.临界及超临界通量运行对UV254及UV436污染物总去除率均可以达到92%及98%以上,对DOC总去除率分别为72%及76.2%.临界通量运行时的总阻力、可逆污染阻力及不可逆污染阻力都低于超临界通量下对应的阻力,临界通量运行可有效提高光催化膜反应器中膜分离性能.     

陶瓷膜法处理退浆废水工艺研究及工业化装置运行评价

针对以聚甲基丙烯酸甲酯为主要成分的退浆废水,采用孔径为50nm的陶瓷膜过滤,实现废水的资源化利用.采用两级串联先循环后浓缩的操作方式.循环过滤时,拟稳态通量为423L/(m2·h)和453L/(m2·h).循环结束后进行浓缩,浓缩倍数达到22倍时通量为66L/(m2·h)和54L/(m2·h);膜对COD的截留率为87.5%,产水浊度低于1NTU,废水中的氢氧化钠等小分子物质均透过膜层进入渗透液;膜污染是以聚甲基丙烯酸酯在膜表面形成滤饼为主;碱洗及酸洗膜通量恢复至新膜的95%以上.陶瓷膜出水回用于生产过程;工业化陶瓷膜运行稳定,经济效益显著.     

微粒子辅助过滤控制膜污染

基于微粒子辅助过滤原理,提出了一种新型膜污染控制方法,通过在膜表面形成一层疏松滤饼层控制膜污染.通过向原水中加入硅藻土颗粒,使其在膜表面形成一层疏松滤饼层,防止污染物直接在膜表面形成致密性滤饼层导致膜通量急剧衰减,从而达到缓解、控制膜污染的目标;进行周期性气-液混合清洗后,膜与硅藻土颗粒同时得到清洗再生.实验通过加入不同量、不同粒度硅藻土粒子验证膜污染控制效果.结果表明:硅藻土助滤剂对超滤过程膜污染控制效果与助滤剂粒径大小以及投加量有关.加入适量较大粒径助滤剂可有效降低过滤阻力,提高膜通量.而助滤剂粒径过小或投加量过多反而会增大过滤阻力,加剧通量衰减.投加2.0g/L粒径为35μm的硅藻土助滤剂为实验最佳条件,可使相对膜通量和通量恢复率分别提高9%和8%.     

注水站超滤膜的清洗方案浅析

某注水站是该油田首家将膜过滤技术引入油田注水过滤工艺中的,根据注水站超滤岗来水水质及其所用超滤装置的膜组件实际生产情况,分析了超滤膜的污染原因。根据实际生产情况及分析,考察了反冲洗和化学清洗对超滤膜的清洗效果,反冲洗能一定程度的恢复膜通量,但随着时间的延长,单纯的水力冲洗不能完全恢复膜的通量,而化学清洗能够有效地恢复膜通量,但由于成本过高,最终确定综合清洗为超滤膜清洗的最佳方案。     

颗粒填料复合式膜生物反应器运行参数对膜污染的影响

为了探讨颗粒填料在减缓膜污染方面的作用,通过正交实验,研究了颗粒填料复合式膜生物反应器(HMBR)中膜通量、悬浮污泥浓度、颗粒填料体积三个运行参数对膜污染的影响.在实验过程中用平均膜过滤阻力的上升速率(K)来表征膜污染速率.结果表明,膜污染速率与膜通量、悬浮污泥浓度成正比,与填料体积成反比,填料颗粒能够有效地减缓膜污染和提高膜生物反应器的运行稳定性.各运行参数对膜污染速率的影响次序为:膜通量>悬浮污泥浓度>填料体积.在本实验条件下HMBR的最佳操作参数是:X=4g MLSS/L,C=20%,J=4.5L/(m2·h).     

“化学沉淀-超滤”组合工艺处理焦磷酸盐镀铜废水的研究

采用"化学沉淀-管式超滤"组合工艺对焦磷酸盐镀铜废水中的铜和总磷进行处理.探究了氢氧化钙投加量、搅拌时间和搅拌速度对铜和总磷的去除效果,以及运行压力、膜面流速对膜通量的影响,考察了超滤膜污染状况及其影响因素.研究表明,氢氧化钙投加量1.25 g/L、搅拌时间24 min、搅拌速度150 r/min、运行压力0.15 MPa、膜面流速2.5 m/s时,膜的稳定通量在700 L/(m~2·h)左右,出水中铜质量浓度稳定在为0.2～0.3 mg/L,总磷质量浓度稳定在0.2～0.4 mg/L,均符合《污水综合排放标准》(DB12/356—2008)对铜和总磷的要求.组合工艺中的超滤膜污染主要来源于管式膜内壁的滤饼层,经过酸洗后可以较好地恢复稳定通量.     

浊度和腐植酸对超滤膜污染过程的研究

对超滤膜污染的两种数学模型－滤饼层过滤模型和膜孔窄化模型进行了理论分析，结合用国产中空纤维超滤膜对浊度和腐植酸混合液进行直接过滤试验的结果，证明两种模型均可描述超滤膜污染过程，并说明腐植酸是造成膜污染的主要物质，但膜孔污染主要发生在膜过滤的初期，而膜表面沉积污染发生在膜过滤的中期。     

超声波强化陶瓷膜分离实验研究

在频率为21 kHz 功率为20 w的超声波辅助作用下采用两种不同孔径的陶瓷膜(0.2μm和50 nm)过滤3种不同的原水.实验结果表明:超声波对陶瓷膜滤过程的强化效果因膜污染机理不同而不同.在以沉积过滤(滤饼层)为主的膜过滤过程,超声强化是积极的,声空化、声冲流以及他们引起的浓差极化作用减弱,是导致膜通量提高的主要原因;而以堵塞过滤(膜孔窄化模型)为主的膜滤过程,超声的作用是消极的,超声作用使得更多的溶质进入和吸附于膜孔,从而导致膜通量减少.对地表原水,超声强化积极作用占优,0.2μm和50 nm陶瓷膜膜通量分别提高8.2%和5.1%.     

陶瓷膜错流微滤海水的污染机理

通过对陶瓷膜膜通量随时间衰减的分析,在Hemia的颗粒体系理论模型的基础上,分析海水超滤体系中完全堵塞、中间堵塞、标准堵塞和滤饼堵塞4种堵塞模型对膜污染的控制程度,并确定整个膜污染过程并不是单一的膜堵塞模型控制,而是由多个模型联合控制,且随时间的变化而逐渐从标准堵塞向饼层堵塞过渡.以平均孔径为0.1μm陶瓷膜为研究对象,在跨模压差(TMP)为0.10 MPa下,处理絮凝沉降后的海水,研究膜面流速为2.5 m/s通量衰减情况及上述四种堵塞模型随通量衰减的符合程度.     

超滤过程中浸没式中空纤维膜组件的数学模拟优化研究

基于中空纤维膜轴向不均污染理论,运用响应曲面法建立了浸没式中空纤维超滤膜组件不同通量状态下,膜组件过滤过程中的膜阻力关于时间、空间的动态数学模型,对建立的模型进行了显著性分析及实验验证,并对中空纤维膜组件进行了数学优化.通过验证实验发现,发现实测数据与膜阻力动态数学模型计算值基本一致.通过对数学模型分析发现:在次临界通量状态下,膜丝长度及运行时间均存在最佳值;在临界和超临界状态下,膜阻力及运行时间与膜丝长度成正比.     

膜生物反应器中临界通量理论的研究

膜污染是影响膜生物反应器大规模化应用的重要因素之一,而膜生物反应器在低于临界通量运行时能有效减缓膜污染.介绍了临界通量理论的概念、测定方法、产生机理和影响因素,并对各影响因素间的相互关系做了探讨.其中临界通量概念有强弱两种形式,膜生物反应器工艺应用的主要为弱形式的临界通量;临界通量的测定方法主要包括流量阶梯法、压力阶梯法和滞后效应法等;临界通量存在的机理可归结于活性污泥粒子所受的趋向于膜表面的拖曳力与粒子的返混作用达到了平衡,而拖曳力与返混力的大小主要与膜与膜组件特性、混合液性质及操作条件有关,且各个因素间相互影响.     

反渗透工艺进水污染指数的研究进展

准确快速测量进水污染指数对反渗透(RO)膜污染有效防控意义重大,综述了RO进水污染指数的相关研究进展.0.45μm微滤(MF)膜的淤泥密度指数(SDI)是最常用的表征颗粒物污染潜势的经验性污染指数.滤饼层过滤机理和0.45μm MF膜的修正污染指数(MFI)和滤饼层污染指数(CFI)侧重于颗粒物污染潜势的表征.超滤(UF)膜的MFI-UF涵盖了颗粒物和胶体的污染潜势,而错流取样器模式考虑了RO错流过滤中的污染物选择性沉积问题.纳滤(NF)膜的MFI-NF进一步涵盖了溶解性有机物的污染潜势,而滤饼层阻力模拟器模式考虑了RO高压力和渗透压的影响.基于MF→UF→NF梯度过滤的MFI分别表征颗粒物、胶体和溶解性有机物的污染潜势,可以更有效地识别主要污染物,进一步结合污染机理的全面分析有望发展出更具针对性的污染指数.     

在汲取液中投加化学清洗剂控制压力延滞渗透膜生物反应器膜污染的研究

压力延滞渗透膜生物反应器(PROMBR)是一种将压力延滞渗透(PRO)技术与活性污泥法相结合的新型污水处理工艺,可以实现水和能量的同步回收.然而,由于正渗透(FO)膜的多孔支撑层朝向组成复杂的活性污泥,导致PROMBR的膜污染严重.本文借助在汲取液中添加化学清洗剂来实现PROMBR膜污染的原位控制.结果表明,在汲取液中投加化学清洗剂可以利用反向渗透将清洗剂输送到FO膜支撑层,从而实现膜污染物的去除.在汲取液中投加HCl可以显著提升FO膜的运行通量,而在汲取液中投加NaClO无法提升FO膜的运行通量.投加HCl对FO膜支撑层表面和孔内的有机污染和生物污染影响不大,但是可以有效缓解无机污染.投加NaClO能够有效减少FO膜支撑层表面和孔内的有机污染和生物污染,但是对无机污染没有影响.相比于有机污染和生物污染,无机污染对PROMBR中FO膜通量下降的贡献更大.     

粉末活性炭-硅藻土生物强化动态膜反应器的过滤性能

将粉末活性炭-硅藻土生物强化动态膜反应器用于处理低浊地表水源.研究结果表明:本工艺具有运行通量大、有机物去除率高、动态膜的过滤阻力较小的特点,过滤过程可以用标准过滤模型来描述.通过电镜观察得到动态膜是由滤饼层、凝胶层和滤网组成,凝胶层紧贴在滤网表面,由硅藻土、活性炭颗粒和微生物代谢物组成,凝胶层的存在有利于动态膜自生时...     

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.     

超滤膜处理高藻水过程中天然颗粒物对膜污染的影响

超滤技术凭借其优异的截留分离能力,能够完全去除藻细胞且不会引起藻细胞的破裂,在处理高藻水时具有明显的技术优势.很多学者进行了超滤过程中藻细胞以及胞外有机物(EOM)的膜污染研究,但不足之处是没有综合考虑到天然水体中存在的颗粒物的影响.本研究采用高岭土代替水中颗粒物研究高岭土颗粒对藻类污染物的膜污染特性的影响.结果表明,对于藻细胞污染,高岭土能够改善藻细胞滤饼层孔隙率和可压缩性,从而减缓膜污染;对于EOM引起的膜污染,高岭土颗粒没有明显的改善效果,但是能够减少有机物的透过率,提高出水水质.在污染机理方面,对于高岭土和藻细胞及其组合污染物的过滤过程,滤饼层过滤为主要污染机理;对于EOM溶液及高岭土和EOM混合溶液,其污染机理主要是标准堵塞和滤饼层过滤.     

操作压力和溶液组成对蛋白质在超滤过程中的膜污染的影响

研究了操作压力和溶液组成(溶质浓度、pH值和水质硬度)对牛血清蛋白在超滤过程中发生的膜污染的影响,同时使用扫描电子显微镜观察了实验所用的超滤膜的结构.研究发现,在膜过滤的过程中,存在着极限膜通量,增大操作压力和进水中蛋白质浓度只能加速膜污染的速度,但不能增强最后的膜污染程度;增大溶液的pH值,以及减小水质硬度,都能够减轻蛋白质在超滤过程中的膜污染程度.     

一种确定超滤在线反冲洗周期的新方法

采用离散数据分析方法-斜率变点分析法对无反冲洗条件下超滤短期运行时的膜通量进行分析,得出起滤膜污染过程中的"临界时间",从而在理论上指导超滤运行过程中的最佳在线反冲洗周期;随后对超滤在不同反冲洗周期运行的过程进行试验验证,结果发现最佳反冲洗周期与超滤"临界时间"保持一致,实验结果支持了这种确定在线反冲洗周期的方法,该方法对超滤的实际应用具有一定意义.     

颗粒物质控制膜污染的增强型膜生物反应器工艺的研究

用于废水处理的膜生物反应器工艺(MBR),是指通过膜过滤实现活性污泥与产水的分离的新型生化法处理废水技术.由于MBR具有占地面积小和出水水质好的优点,膜生物反应器成功应用到废水处理中的案例正在迅速增加.膜污染是MBR废水处理工艺面临的主要问题之一.膜污染会导致膜的渗透性能降低,为此必须通过化学清洗才能恢复膜的性能.为了实现无化学清洗的MBR工艺,研究使用持续物理冲刷去除膜污染层的方法.在活性污泥中加入颗粒物质(粉料),通过这些颗粒物质的持续冲刷作用实现去除膜污染层的目的.经过8个多月的实验,膜组件的渗透性能保持不变,通量可以达到40 L/(m2.h)以上.系统安装了在线的浊度仪作为产水质量的检测,在试验过程中,浊度始终没有变化.作为对比,同时也进行了一个参照实验(MBR标准工艺,没有加入颗粒物质),实验结果表明,传统的MBR工艺的膜组件渗透性能会不断下降导致通量下降,需要进行化学清洗.新型MBR工艺高通量和无需化学清洗的优势,将极大地提高MBR工艺的成本效益.