内部热能回收式多效膜蒸馏用于海水淡化及浓盐水深度浓缩

利用自制的具有高效内部热量回收功能的多效膜蒸馏组件对不同浓度的氯化钠水溶液进行浓缩研究.考察进料温度、浓度、流速对膜通量、造水比和脱盐率的影响.实验结果表明,料液加热温度T3升高时膜通量和造水比随之明显增加,而脱盐率保持不变;料液流速增加使膜通量增加,而造水比随之降低,脱盐率几乎不受影响;随着料液浓度的增加,膜的通量和造水比逐渐降低,脱盐率略微减小但影响很小.当料液中氯化钠浓度较低时,该过程的最大膜通量为6.8L/(m2·h),造水比为12.5;当料液中氯化钠浓度大于15％时,膜通量为5.2 L/(m2·h),造水比为6.2,脱盐率可达99.99％.实验结果表明,多效膜蒸馏技术可有效应用于海水淡化及常规海水淡化过程,例如反渗透和多效蒸发过程所副产浓盐水的深度浓缩和淡水生产.     

膜蒸馏法处理催化剂废水的试验研究

利用自制的能量回收式气隙膜蒸馏组件处理催化剂废水,针对废水水质特点采用"加碱除硬+澄清+微滤+离子交换+调酸"的预处理工艺,预处理后废水中Ca2+、Mg2+浓度均小于5.0mg/L;利用正交试验方法对操作条件进行优化设计,结果表明流量Q为50L/h,进料温度T1为25℃,T3为90℃时,此时膜通量最大为4.85kg/(m2·h);流量为20L/h,进料温度T1为55℃,T3为90℃时,造水比最大为6.35;对废水经过20h的试验,废水回收率为87%,而膜通量下降缓慢,产水TDS最大为18.4mg/L,截留率大于99.9%.     

润滑油酮苯脱蜡溶剂回收用聚酰亚胺纳滤膜分离性能的研究

主要研究了聚酰亚胺纳滤膜分离酮苯一润滑油的性能．考察了操作压力、温度、料液流量、料液中润滑油浓度及酮苯比等因素对膜通量和截留率的影响,并考察了长期运行情况下膜的分离性能．结果表明,随压力增大、温度升高和料液流量增大,膜通量也随之增大;料液中润滑油浓度的增加使膜通量减小,料液中酮苯比的增加可增大膜的通量;以上各种情况对膜的截留率影响不大,截留率稳定在95％以上;在40天的运行期内膜的分离性能变化不大,说明此聚酰亚胺膜具有较强的抗污染能力．     

多效膜蒸馏技术用于深度浓缩多种无机盐水溶液

利用中空纤维气隙式多效膜蒸馏组件浓缩处理硫酸盐、盐酸盐、硝酸盐和碳酸盐等16种无机盐水溶液,研究料液浓度在0.5%~40%之间变化时对膜通量和造水比的影响.实验结果表明,料液浓度升高,膜通量和造水比总体呈下降趋势.造成膜通量和造水比下降的因素包括料液蒸汽压、黏度、扩散系数、比热容和热导率随浓度的变化,但蒸汽压下降是主要因素.钾盐、铵盐、硫酸盐、硝酸盐的浓度升高对膜通量和造水比影响较小,而盐酸盐、镁盐的浓度升高对膜通量和造水比影响较大.对于所有测验的浓度为18%的料液,膜通量值均可达2.30L/(m2·h)以上,造水比在6.5以上,至少相当于9效蒸发器的能效果.整个实验期间膜组件性能良好,所有研究的无机盐的截留率均在99.9%以上.     

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.     

正渗透膜对印染废水中铬的处理特性

利用水通道蛋白正渗透(FO)膜对含铬模拟废水和印染废水进行处理,分别研究了汲取液浓度和原料液pH对FO膜的水通量、盐返混通量及重金属铬截留效果的影响.结果表明,汲取液浓度对通量影响显著,处理模拟废水时,当氯化钠浓度从0.5 mol/L增加到2.0 mol/L时,膜的水通量从9.7 L/(m~2·h)增加到16.9 L/(m~2·h),盐返混通量从4.35 g/(m~2·h)增加到7.65 g/(m~2·h).而在处理印染实际废水的时候,膜的水通量从6.5 L/(m~2·h)增加到13.3 L/(m~2·h),截留率随汲取液浓度的增加而减小;另外随原料液pH的不断提高,对重金属铬的截留率也不断提高,在模拟废水的pH从3.0增加到11.0的过程中,对铬的截留率从98.8%增加到了99.7%,而对印染实际废水的处理中铬的截留率均高于99.5%,此外随着氯化钠浓度的提高,铬的截留率有所下降.这些数据可为FO应用于印染废水和重金属处理提供一定的参考.     

溴水的膜吸收性能研究

研究了溴水的膜吸收分离性能,并采用回归正交试验设计方法优化溴水膜吸收工艺条件.以NaOH溶液作为吸收剂,采用PVDF中空纤维膜,研究了吸收时间、溴水温度、吸收液浓度及其流速等操作条件对溴水膜吸收性能的影响.结果表明:溴的吸收率随吸收时间的增加而增大,溴水膜吸收过程进料温度与传质系数之间符合阿伦尼斯关系.吸收液侧NaOH的浓度从0.003 mol/L增加至0.01 mol/L时,传质系数从4.75×10-4 cm/s增至6.02×10-4cm/s,对应的膜通量从2.4×10-3 kg/(m2·h)增至3×10-3 kg/(m2·h).吸收液的流体动力学条件对于溴水膜吸收过程通量无显著影响.采用回归正交试验确定的PVDF膜溴水膜吸收分离最佳工艺为:当NaOH吸收溶液浓度为0.01 mol/L,流量为2 L/h时,浓度为220 mg/L的溴水在进料温度为50℃、进料流速为22.24 cm/s的条件下,膜吸收通量达到6.17×10-3kg/(m2·h).     

PDMS-b-PPO非对称渗透汽化膜对乙醇/水的分离性能

以聚二甲基硅氧烷聚苯醚(PDMS-PPO)嵌段共聚物为膜材料,正丁醇为添加剂,氯仿为溶剂,采用凝胶溶胶法制备非对称渗透汽化膜,利用扫描电镜和能谱仪对膜进行形貌表征及元素分析.研究了铸膜液浓度、膜后侧压力、进料液流速对乙醇/水混合物渗透汽化分离性能的影响.结果表明,随着铸膜液中嵌段共聚物质量分数的增大,非对称膜的分离因子和渗透通量呈先上升后下降的趋势;随着膜后侧压力的增加,分离因子呈上升趋势,而渗透通量下降较快;随着料液流速的提高,分离因子先上升后下降,而渗透通量呈减小的趋势.以嵌段共聚物质量分数为11%制备的非对称膜,在进料液乙醇含量(质量分数)5%、温度60℃、膜后侧压力10kPa、料液流速0.267L/min时,膜的渗透通量为850.7g/(m2.h),分离因子为8.78.实验表明,PDMS-b-PPO非对称膜对乙醇具有优先选择性,并有较高的渗透通量.     

膜蒸馏浓缩纤维素糖液与去除糠醛的研究

研究了采用低能耗的真空膜蒸馏技术浓缩纤维素糖液,去除其中糠醛,提高木质纤维素产乙醇效率的可行性.通过考察料液流速、料液温度、料液浓度等对膜通量和糠醛去除率的影响,优化真实酶解糖液的膜蒸馏浓缩参数,并将浓缩糖液用于发酵.结果表明:在进料流速为1.0 m/s,进料温度为65℃下,膜蒸馏对葡萄糖的截留率在99.5％以上,糠醛去除率达到95.16％.真实酶解糖液浓缩和发酵实验表明,真空膜蒸馏可有效地浓缩酶解液至适合的发酵浓度(＞100 g/L)同时完全脱除抑制物糠醛,提高乙醇的发酵效率.     

膜蒸馏淡化处理油田高含盐废水的实验研究

采用减压膜蒸馏技术处理油田高含盐废水，研究了真空度、废水温度、流量以及废水含盐量对膜通量与截留率的影响。实验结果表明：随着膜下游真空度增加，膜通量先缓慢增大，当真空度超过某一临界值后，膜通量急剧增加；废水温度增加，膜通量增大，且真空度越高，膜通量随温度变化的曲线越陡；提高废水流量可增大膜通量；随着废水含盐量增加，膜通量减小，当废水含盐量大于220g／L时，馏出液电导率明显增加，但各次实验的截留率仍然接近100％，表明实验用聚丙烯中空纤维膜具有很好的疏水性。     

溴化聚苯醚渗透汽化非对称膜的制备及其乙醇/水分离性能

对聚苯醚(PPO)进行了溴代反应,采用凝胶相转化法制备溴代聚苯醚(BPPO)非对称膜.通过扫描电镜(SEM)观察膜表面及断面形貌,并以低浓度乙醇/水体系为研究对象,考察了添加剂含量、BPPO浓度、料液组成及料液温度对BPPO膜渗透汽化分离性能的影响.结果表明,该非对称膜较文献报道中的PPO膜,其分离因子有了明显的提高,在60℃添加剂浓度9.9％,BPPO浓度10％,进料液乙醇浓度5％时,膜的渗透通量236.4 g/(m2·h),其对乙醇的分离因子达到16.74.随着料液中乙醇浓度的增大,BPPO膜的分离因子减小,渗透通量增大；而随料液温度的升高,BPPO膜的分离因子及渗透通量均增大.     

高性能碟式陶瓷膜在油水乳液分离中的研究

为解决膜分离技术处理油水乳液所遇到的膜污染问题,本文选择碟式陶瓷膜,采用动态过滤方式,研究了跨膜压差、膜转速和进料液温度对处理油水乳液的渗透通量和截留率的影响.结果表明:使用平均孔径为100 nm的碟式陶瓷膜处理油质量浓度为1 000 mg/L的油水乳化液,当进料液温度为30℃、膜旋转速度为365 r/min、跨膜压差...     

减压膜蒸馏法分离偶氮染料废水的研究

采用减压膜蒸馏过程,实验研究了0.22μm的疏水性聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜处理偶氮染料废水的可行性.实验研究了进料温度、进料浓度、进料流速、冷侧压力对膜通量及截留率的影响.实验结果表明,在所研究的工艺条件范围内,进料温度、进料流速的提高和进料浓度、冷侧压力的降低有利于膜通量增大;进料温度的提高和进料浓度、进料流速、冷侧压力的降低使截留率增大.降低膜面的水蒸气汽化的表观活化能是提高膜通量的重要措施.     

汽油脱硫用复合膜的制备及性能

以聚乙二醇(PEG)为活性分离层、聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为支撑层制备复合膜。PEG涂膜液的固含量提高到16%时,可以减少孔渗现象,提高渗透通量。考察进料温度、流量和膜下游侧压力对复合膜性能的影响。硫富集因子随温度和流量升高先增加后减小,最大值出现在100℃和100mL/min。渗透通量随温度升高而增大;当进料流量大于100mL/min时,渗透通量随流量增加而减小。两个参数均随膜下游侧压力增加而减小。对典型的催化裂化汽油,膜的渗透通量可达2.7kg/(m2.h),硫富集因子为3.6。     

新型聚醚砜/磺化聚醚砜共混超滤膜制备方法的研究

基于自制的磺化聚醚砜(SPES)溶液,直接将SPES溶液与聚醚砜(PES)共混配制铸膜液,制备新型的聚醚砜/磺化聚醚砜(PES/SPES)共混超滤膜,简化了制膜过程.考察了铸膜液中PES与SPES总固含量、凝固浴温度、预蒸发时间和添加剂对PES/SPES共混膜结构与性能的影响.研究发现,随铸膜液温度的降低和铸膜液中酸含量的增加,铸膜液的比浓黏度增加;制备的共混膜断面为致密皮层和多孔支撑层组成的不对称结构;随铸膜液PES/SPES总固含量的增加,共混膜的水通量降低,截留率升高;随凝固浴温度升高和预放置时间延长,共混膜水通量增加,截留率降低;聚乙二醇200(PEG200)和丙酮的加入有利于改善膜性能,当加入量为2%时,共混膜的水通量都高于460L/(m~2·h),对PEG6000截留率都大于85%.     

聚二甲基硅氧烷膜蒸汽渗透分离低浓度乙醇/水溶液的研究

对聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜蒸汽渗透分离低浓度乙醇/水溶液的性能进行了研究,考察了料液浓度、膜器温度、循环气体流量、真空度等因素对PDMS膜蒸汽渗透性能的影响.结果表明,渗透通量和渗透侧乙醇浓度随着料液中乙醇浓度的增大而增大,但分离因子有所降低;随着膜器温度的升高,渗透通量增加,渗透侧乙醇浓度下降,影响显著;随着循环气体流量的增大,渗透通量和渗透侧乙醇浓度均有较大幅度的提升,有利于蒸汽渗透过程的进行;随着真空度的增大,渗透通量上升,渗透侧乙醇浓度下降.     

不同分子量聚丙烯腈共混膜的制备与表征

将普通分子量聚丙烯腈(C-PAN,Mw=18 000)与超高分子量聚丙烯腈(UHMW-PAN,Mw=1 780 000)共混,采用干-湿相转化法制备不对称共混膜.考察了聚合物浓度、共混比、凝胶浴温度、刮膜厚度、添加剂浓度等对膜结构及性能的影响.采用扫描电镜、纯水通量和BSA截留率等测试手段对所制备膜的结构及性能进行表征.结果表明:共混比及成膜过程对共混膜的结构及性能有重要影响.当铸膜液浓度为12%,C-PAN/UHMW-PAN共混比为2∶3,凝胶浴温度为40℃,刮膜厚度为100μm时,共混膜的纯水通量为580L/(m~2·h),BSA截留率为99.99%.随添加剂浓度增加,交联膜大孔结构减少,海绵状孔结构增加,导致其纯水通量降低,BSA截留率增加,膜的结构可以通过上述因素进行结构调控.     

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.     

PDMS中空纤维复合膜渗透汽化分离丙酮-水溶液

采用干湿相转化法纺制了聚砜(PSF)中空纤维超滤底膜,并采用溶液浸渍法制备PDMS/PSF中空纤维复合膜.研究了PDMS膜的溶胀性能和PDMS/PSF膜渗透汽化性能,考察了PDMS/PSF膜的稳定性以及料液温度、料液丙酮浓度和渗透物侧压力等因素对膜渗透汽化性能的影响.结果表明,PDMS膜对丙酮有很强的吸附能力而对水的吸附能力则相对较弱,渗透液中丙酮浓度大于膜溶胀液中丙酮浓度,远远大于浸泡液中丙酮浓度,连续操作72 h膜的渗透汽化性能保持稳定,渗透通量随料液温度以及料液浓度的升高而增加,分离系数随料液浓度的增加而降低,基本不受温度的影响.当丙酮质量分数5%、料液温度为60℃时,渗透通量为632 g/(m2.h),分离系数为35.8,丙酮和水的表观活化能分别为45.7和49 kJ/mol.     

扩散渗析回收含铜退镀液中的硝酸

采用扩散渗析法回收含铜退镀液中的HNO3,考察流量、流量比、温度等因素对硝酸的回收率、回收液中硝酸浓度以及铜和镍离子截留率的影响.将单级扩散渗析仪改装成新的三级扩散渗析仪,考察了三级逆流扩散渗析对实验结果的影响.单级扩散渗析的结果表明,最佳条件:水/料的流比为1∶1、流量90 mL/h、温度19℃,其硝酸回收率为86.95％、回收浓度6.04 mol/L、Cu2+和Ni2+的截留率分别为90.19％、92.71％.相对于单级扩散渗析,自行改装的三级扩散渗析过程能达到更高回收酸浓度和单位时间内处理更多的料液.在含铜退镀液体系下,利用国产扩散膜实现了扩散渗析对于H+和金属离子具有良好的分离,同时达到了回收硝酸浓度高于原退镀液的效果.