氧化石墨烯/聚酰亚胺复合膜的制备及其纳滤分离性能的研究

本文以均苯四甲基酸酐(PMDA)、4,4-二氨基二苯醚(ODA)作为原料，在合成过程中加入氧化石墨烯进行掺杂，制备出氧化石墨烯/聚酰亚胺复合膜，并考察了其纳滤分离性能。结果表明，在1.6MPa，膜面流速为0.25m·s^-1，操作温度20℃的条件下，膜通量为46.9L·(m²·h)^-1,Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别为91.21%和77.78%；对比相同条件下的纯聚酰亚胺纳滤膜，膜通量提升33.47%,Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别提升了13.28%和18.98%。因为氧化石墨烯具有很高的比表面积，并且在表面具有大量的亲水基团等特殊结构，所以通过掺杂可以明显提高聚酰亚胺纳滤膜的分离性能。     

混凝脱硫耦合物料膜处理纳滤浓缩液

纳滤浓缩液水质复杂,其Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、COD浓度都很高,盐分高,结垢性强,经常导致后续工艺减量化膜系统结垢堵塞。SO₄^2-的存在会抑制减量化膜系统的稳定运行,因此需要实现对SO₄^2-的有效去除。混凝法可以在去除COD的同时有效降低浓缩液SO₄^2-浓度,将SO₄^2-从25 000 mg·L^-1降至1 400 mg·L^-1;石膏法运用最为广泛,成本低,步骤简单,但是仅能将SO₄^2-从14 000 mg·L^-1降至2 600 mg·L^-1;钙矾石法去除率高,可将SO₄^2-从14 000 mg·L^-1降至610 mg·L     

EGSB处理中药废水过程中厌氧颗粒污泥特性变化

通过分析厌氧颗粒污泥粒径分布、机械强度、二价金属含量、胞外聚合物含量等,探讨了EGSB反应器处理中药废水过程中颗粒污泥特性变化。结果表明,在中药废水COD浓度为2000～5000 mg·L^-1、HRT为12 h、T为30℃的条件下,颗粒污泥粒径分布在500～1000 μm之间,完整系数（integrity coefficient,IC）小于20,颗粒污泥EPS总量、蛋白含量、多糖含量分别为85.59、63.67和21.92 mg·（g VSS）^-1,此时颗粒污泥絮凝性良好,机械强度高。当HRT减少为6 h时,IC为30.03,蛋白与多糖的比值增大到6.86,但多糖含量仅为18.11 mg·（g VSS）^-1;而当T降低为20℃时,颗粒污泥粒径分布在250～750 μm之间,IC增大到32.11,Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺含量减少 为20.78、4.79和0.94 mg·L^-1,颗粒污泥EPS显著降低,其总量、蛋白含量、多糖含量仅为69.04、58.87和10.17 mg·（g VSS）^-1,在此运行条件下,出现了颗粒污泥的解体、流失,同时出水水质变差。     

胍胶压裂含硼返排液回用性能评价

400 mL蒸馏水为溶剂,加入硼砂,硼含量4 mg/L,分别加入其它离子,添加0.4%胍胶为主剂及其它助剂,使用高速搅拌器加入主剂。考察硼残留量、Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾、Cl(2+)、Cl^-、S-、S^(2-)含量对返排液回用性能影响。结果表明,溶液硼残留量为4 mg/L,Ca(2-)含量对返排液回用性能影响。结果表明,溶液硼残留量为4 mg/L,Ca⁽²⁺⁾、Mg(2+)、Mg⁽²⁺⁾、Cl(2+)、Cl^-、S-、S^(2-)分别为700,700,80 000,200 mg/L,配制压裂液,基液粘度为42～45 mPa·s,耐温性大于70℃,抗剪切性大于60 min,流变参数为0.081 04nn,携砂性能为0.416～0.519 mm/s,破胶液粘度小于2 mPa·s,残渣含量小于360 mg/L,界面张力小于1 mN/m,表面张力小于20 mN/m。     

Li1.6Mn1.6O4/PVDF多孔膜的制备及提锂性能

自制锂离子筛前驱体Li_1.6Mn_1.6O₄，并将Li_1.6Mn_1.6O₄粒子与高分子树脂PVDF杂化制膜，研究了膜经稀盐酸抽锂后对锂的吸附性能以及多次吸附与脱附性能等。结果表明，膜M-10-55[Li]采用0.5 mol·L^-1 HCl溶液抽锂约2 h锂的脱出基本达到平衡，Li⁺的洗脱率在95%左右，锰的溶损率为3.5%左右。抽锂后得M-10-55[H]对富锂溶液中锂的吸附约12 h达平衡，对锂的吸附容量较高为41 mg·g^-1，在第5次吸附时对锂的提取量为35 mg·g^-1左右。相比于Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺，该膜对Li⁺表现出较好的选择性，对于从海水、盐湖卤水等液态锂资源中提取锂有很大的开发潜力。     

压裂返排液回用影响因素研究

返排液处理后直接用作配液用水成为返排液处理工艺主要研究方向。压裂返排液必须经过特殊处理才能进行二次利用。研究在返排液中含量较高的总铁、Ca²⁺、Mg²⁺、硼酸根离子对返排液回用的影响。结果表明,Ca²⁺、Mg²⁺、总铁单独存在变化时,会对压裂返排液回用效果产生一定的影响。在实际应用过程中,返排液中各因素共同作用,影响因素硼酸根>总硬度>总铁,优化后的水质指标确定为硬度<400 mg/L,总铁<10 mg/L,硼酸根含量<3 mg/L。     

阳树脂合成柠檬酸钙的电化学自动分析系统

基于流动注射流通式Na/Ca微电极串联动态电化学自动检测系统,给出了一种阳树脂在线离子交换连续合成高纯度柠檬酸钙的新方法,并实现了对阳树脂柱的运行状态及流出液中柠檬酸钙含量的同时自动在线监测。通过对此系统的相关影响因素进行了考察和优选,得到的结果是:检测系统的总离子强度调节缓冲液由80 mmol·L^-1 tris、175 mmol·L^-1 H₃BO₃、1 mmol·L^-1 KCl和0.025 mmol·L^-1 CaCl₂的混合液(pH 8.0)构成,样品注入体积为150 μl,总流量为2.26 ml·min^-1,混合盘管长度为120 cm(I.D.0.5 mm);检测系统的测定范围分别为2.0～1000 mmol·L^-1 Na⁺,0.2～50 mmol·L^-1 Ca²⁺;相对标准偏差(RSD)小于 0.68%;其检测下限分别为1.12 mmol·L^-1 Na⁺,0.093 mmol·L^-1 Ca²⁺。     

油田聚合物溶液黏度的影响因素研究

为降低离子对聚合物溶液黏度的影响，研究了K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、S^2-离子溶液对聚合物黏度的影响规律。研究表明，二价阳离子的影响比一价阳离子的影响大，阳离子中Fe²⁺的影响最大，阴离子中S^2-的影响最大。随着阳离子K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺浓度增加聚合物溶液黏度降低，当K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺离子质量浓度分别为40,1 000,60,50 mg/L时对母液黏度稳定性影响最大，此时1 500 mg/L聚合物溶液黏度降到110 mP·s。因此，对于油田选用配聚用水时，需要严格控制Fe²⁺和S^2-的出现并保证K⁺、N...     

某工业园区中水回用废水零排放工艺实验研究

中水回用废水水质较差，离子含量高，远达不到零排放标准。为此，采用超滤、反渗透与液碱软化工艺对其进行处理，并探究工艺最优化条件。试验结果表明：废水经过两次反渗透膜浓缩，浓水的TDS可达49 221 mg/L，后续可进行蒸发分盐处理，清液水质达到所要求的水质标准；超滤膜的平均通量可设定在50 kg/m²·h，在40 kg/m²·h左右可进行反冲洗操作；一级反渗透在通量为18 L/m²·h，回收率为75%的情况下，最佳压力设定为12 bar；二级反渗透在通量为15 L/m²·h，回收率为75%的情况下，最佳压力设定为20 bar；选用液碱-纯碱软化法对一级反渗透浓液进行软化，在两者加药量分别为303.53 mg/L和67.41 mg/L时，处理后出水Ca²⁺、Mg²⁺分别为7.20 mg/L和18.00mg/L，达到了反渗透进水要求。     

膜电解法用于循环冷却水处理

在传统微电解反应器基础上增加离子膜并用于处理循环冷却水。由于离子膜的存在,反应器阴极室内能够快速富集OH^-,有利于去除Ca²⁺和Mg²⁺,同时阳极室内电解产生的Cl₂溶于水生成的次氯酸盐可作为杀菌剂使用。探究了离子膜类型、电流密度、水力停留时间、极板间距等参数对循环冷却水硬度去除率和比能耗的影响,并探究了阳极室NaCl浓度对除硬效果、比能耗和阳极副产物的影响。结果表明,使用阳离子膜的反应器,在进水硬度为500 mg/L(以CaCO₃计)、电流密度为25 A/m²、水力停留时间为14 min、极板间距为12 mm、阳极NaCl质量分数为4%、电解时间为6 h的条件下,硬度去除质量浓度为466 mg/L,硬度去除率为93.2%,比能耗为3.69 kW·h/kg,阳极液有效氯质量浓度为3.99 g/L。相比常规微电解法,膜电解法提高了循环冷却水的硬度去除率和电流效率,同时阳极液可以作为杀菌剂使用,提高了经济效益。     

川中凹陷须家河组地层水地球化学特征及分布规律研究

地层水的形成与分布与油气的生成、运聚及油气藏的形成、保存和破坏有着密切的关系。对川中凹陷多个钻井须家河组地层水化学特征的分析表明：研究区须家河组以CaCl₂水型为主,须二段还发育NaHCO₃、MgCl₂水型;地层水矿化度整体较低,须二段矿化度多小于10 g·L^-1,须四段矿化度集中在40～60 g·L^-1;须二段地层水的钠氯系数在0.051～1.72之间,平均值为0.66;须四段地层水钠氯系数分布在0.40～0.53之间,平均值为0.48,这说明两者属于高浓缩变质水,油气保存好。纵向上川中凹陷地层水分布具有明显的分段性,整体呈现“增大-减小-增大”的趋势,其中K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、HCO₃^-、CO₃^2-、变质系数、钠氯系数与TSD趋势一致,但脱硫系数与TSD趋势相...     

响应面法优化泡盛曲霉产抗肿瘤活性物质发酵工艺

为提高喜树内生真菌发酵产10-羟基喜树碱(10-hydroxyamptothecin, HCPT)能力,以泡盛曲霉CS24为发酵菌种,以HCPT产量为考核指标,通过单因素实验和Plackett-Burman实验,筛选出发酵温度、通风量和玉米浆干粉含量等3个影响发酵的显著因素;通过最陡爬坡实验确定中心组合设计的水平中心;通过Box-Behnken实验、响应面分析获得最优培养基为：玉米浆干粉13 g·L^-1、花生饼粉25 g·L^-1、蔗糖10 g·L^-1、糊精30 g·L^-1、麦芽糖15 g·L^-1、Mg²⁺ 0.5 mmol·L^-1;最优发酵工艺为：发酵温度29℃、通风量0.6 vvm、搅拌转速380 r·min^-1、初始pH值5.0。在此条件下,HCPT产量达到171.6 mg·L^-1,比优化前(94.6 mg·L^-1)提高了44.9%,为工业化发酵生产HCPT奠定了理...     

进水水质对纳滤膜苦咸水软化的分离性能

针对黄淮地区苦咸水,构建了小试级别的纳滤膜法软化系统,并开展了包括pH、总溶解固体含盐量（TDS）和总有机碳（TOC）等进水水质对DL、DK型纳滤膜的软化分离实验。结果表明,pH为3~10、TDS为1317~5926 mg·L^-1和TOC为2.72~12.24 mg·L^-1的进水条件下,DL和DK纳滤膜比通量随pH的增加分别呈先上升后下降和缓慢下降的趋势,随进水TDS和TOC的增加呈整体下降趋势,而纳滤膜对硬度离子（Mg²⁺和Ca²⁺）的截留率均呈明显的上升趋势。DL膜运行至267 h时,膜比通量下降幅度超过10%,进行化学清洗,酸洗后膜比通量恢复率达到85.05%,酸洗加碱洗后该值高达97.2%,结合扫描电子显微镜和原子力显微镜表征结果,可知化学清洗对膜面污染有较好的去除效果。     

阳离子类型对粉煤灰混凝土氯离子扩散性能的影响

通过快速氯离子迁移系数法(RCM法)和自然扩散法研究了钾、钠、钙、镁四种阳离子类型的氯盐对粉煤灰混凝土氯离子扩散性能的影响,基于分子动力学模拟,对比分析了K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-五种离子在水溶液中的径向分布函数和均方位移曲线。结果表明:粉煤灰混凝土的氯离子扩散系数主要受阳离子价态的影响,价态越高,扩散系数越大;扩散系数随着氯离子浓度增加先增大后减小,随着粉煤灰掺量增加先减小后增大;阳离子类型影响氯离子扩散性能的原因是离子扩散能力不同,其中各离子水合能力强弱顺序为Mg²⁺＞Ca²⁺＞Na⁺＞K⁺>Cl^-,自扩散系数大小顺序为Mg²⁺＞Ca²⁺＞Cl^-＞K⁺>Na⁺。MgCl₂中的Mg²⁺和Cl^-对粉煤灰混凝土都有侵蚀作用,且Mg²⁺会抑制粉煤灰活性的激发。     

膜结晶处理高浓度Na+、Mg2+//Cl——H2O溶液的结晶调控

利用真空膜蒸馏-结晶耦合技术处理多元高盐废水(Na⁺、Mg²⁺//Cl^--H₂O),回收纯水和高品质NaCl晶体产品,考察不同操作温度和不同无机盐离子浓度对膜蒸馏性能和NaCl晶体产品性质调控作用。结果表明随着温度升高导致饱和蒸气压增大,增大了跨膜压差,膜的渗透通量逐渐升高;随着溶液中Mg²⁺浓度的逐渐升高,膜的渗透通量呈下降的趋势,主要是由于水的质量分数下降和溶液黏度增加;膜蒸馏过程中,通过对比实验,分析了疏水微孔膜表面在膜蒸馏操作条件下表面晶体颗粒沉积的程度,证实了使用的中空纤维膜性能稳定,重复使用20次后仍能保持稳定通量;操作温度为65℃时,不同离子浓度的饱和原料液(MgCl₂质量占NaCl和MgCl₂总质量的0%、5.0%和10.0%)得到NaCl晶体产品平均粒径分别为91.04、91.38和122.56 μm,粒度分布的变异系数C.V.值分别为28.78、30.63和36.77,粒径分布集中,表面相貌平整,呈完美的立方体形态,没有团聚现象;同时,膜蒸馏得到的水纯度较高,电导率均小于5 μS?m^-1,采用选择性溶剂乙醇洗涤后的NaCl晶体产品纯度均大于98.15%。综上,通过膜蒸馏过程中渗透通量和膜界面的有效调控,在适宜的操作温度和较低的Mg²⁺含量下,膜蒸馏结晶过程从多元高盐废水(Na⁺、Mg²⁺//Cl^--H₂O)控制分离获得纯度较高、表面形貌完好、粒度均一的NaCl晶体产品。这一研究将为综合治理多元无机高盐废水,实现废水的近零排放和无机盐资源回用开拓新的思路。     

生物提取类制药废水提升改造项目实例

某制药企业为提升污水处理站处理能力,改造原处理工艺“水解酸化-AO法”为“微氧水解酸化-AB法”,在进水COD小于5 000 mg·L^-1时,微氧水解酸化抗冲击效果好,臭气产量小,A段好氧+中沉池出水COD值可降至500 mg·L^-1左右,B段好氧+二沉池出水COD值稳定小于100 mg·L^-1。     

PAN-H1.6Mn1.6O4锂离子筛膜的制备及在卤水中吸附性能

采用亲水的PAN为成膜材料,制备了掺杂H_1.6Mn_1.6O₄的PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜。通过SEM、Li⁺静态吸附实验、（NH₄）₂S₂O₈对锂的洗脱实验和卤水中吸附实验,研究了锂离子筛的添加量对PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜结构、Li⁺吸附-洗脱性能的影响。结果表明,PAN浓度为10%（质量）,H_1.6Mn_1.6O₄的添加量为50%（质量）时,PAN-H_1.6Mn_1.6O₄离子筛膜的吸附量为17.45 mg·g^-1,达到粉末状吸附量的88.0%。以（NH₄）₂S₂O₈为洗脱剂,当浓度为0.3 mol·L^-1、液固比为600:1、时间为12 h时,锂洗脱量为17.23 mg·g^-1,锰溶损率仅为1.14%。在含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的罗布泊老卤卤水中,锂离子筛膜对Li⁺有很高的选择性。在卤水中进行10次吸附与解吸循环,吸附量从11.64 mg·g^-1下降到10.94 mg·g^-1,吸附容量仅损失6.0%。总体结果表明亲水性载体对H_1.6Mn_1.6O₄吸附容量影响较小,温和的洗脱剂对锂离子筛膜的化学稳定性有利。     

利用纳滤膜分离精制饱和卤水的研究

针对饱和卤水直接制碱过程需要去除硫酸根、钙离子、镁离子（SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺）等杂质离子的问题,探索了利用纳滤膜分离精制饱和卤水新工艺。通过考察NF270、DL2540、ESNA1 3种类型纳滤膜的透过通量和离子截留率,确定了选用DL2540为实验用膜;分析了DL2540纳滤膜对离子的截留性能和对盐田饱和卤水的分离性能及其对饱和卤水精制的效果。结果表明,增加同离子浓度、降低压力有利于不同价态阳离子、阴离子间的分离,DL2540纳滤膜对盐田饱和卤水中SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别达到95%以上、30%~50%、30%~70%,对Na⁺、Cl^-截留率均低于15%,进一步证明DL2540纳滤膜具有较好的稳定性和二价离子截留效果,在饱和卤水精制上展示出较好的应用前景。     

荧光金纳米簇的制备及对铜离子的检测应用

建立了一种基于牛血清蛋白(BSA)包裹的金纳米簇(BSA/AuNCs)高选择性检测水中Cu²⁺的方法。探讨了BSA-Au NCs的合成条件,在p H=8、氯金酸浓度为10 mmol·L^-1、反应时间为24 h、反应温度为37℃的条件下,制备了发射红色荧光的BSA-Au NCs,避免了复杂生物基质背景荧光的干扰,可快速、灵敏、高选择性地检测Cu²⁺,荧光强度的改变值与Cu²⁺浓度在20～550μmol·L^-1范围内具有良好的线性关系,检出限为5.6μmol·L^-1。测得水样中Cu²⁺的加标回收率为96.3%～99.5%,有望应用于环境监测、临床诊断等方面。     

卡拉胶酶高产菌株YDK-6的筛选、产酶条件优化及酶学性质研究

从腐烂的角叉菜中筛选出卡拉胶酶高产菌株YDK-6,通过形态观察及16S rDNA序列分析对其进行鉴定,采用正交实验对其产酶条件进行了优化,并对其所产卡拉胶酶的酶学性质进行了研究。结果表明,菌株YDK-6为假单胞菌(Pseudomonas sp.);在葡萄糖加量为15 g·L^-1、酵母粉加量为10 g·L^-1、卡拉胶加量为2 g·L^-1、NaNO₃加量为2 g·L^-1、NaCl加量为15 g·L^-1、K₂HPO₄加量为1.00 g·L^-1、MgSO₄加量为0.05 g·L^-1、FePO₄加量为0.01 g·L^-1、CaCl₂加量为0.01 g·L^-1、起始pH值为7.5的条件下,于28℃摇床培养72 h,所产卡拉胶酶的活力达到111.33 U·mL^-1<...