新型硅橡胶膜生物反应器用于有机废水处理的膜传质动力学

用中空纤维型硅橡胶管构造了管束式和卷绕式两种膜器,将它们结合进一个生物反应器系统,用于对废水中的挥发性有机化合物（VOC）进行生物降解处理。本文以甲苯为对象,研究了VOC在这种系统中穿过膜的传质问题。基于液-膜-液的串联阻力概念和质量平衡,构造了一个关于膜总传质系数的简单指数模型,用于传质实验的分析。将甲苯溶于水中模拟有机废水,配制适合于甲苯降解细菌生长的培养液,进行了甲苯从废水穿过膜到培养液中的传质实验,并将细菌移植进培养液进行了生物降解条件下的传质实验。对培养液中细菌存在和不存在两种情况下的甲苯传质实验进行了分析。结果表明,总传质系数的指数模型基本上与实验条件符合,所得到的甲苯的总膜传质系数具有10-6m·s-1数量级,卷绕膜器的总传质系数较管束型的稍高,生物反应条件下的总传质系数又较细菌不存在时的稍高。     

中空纤维更新液膜传质性能的研究

研究了中空纤维更新液膜(HFRLM)技术的传质性能.以CuCl2水溶液-10%P204 煤油-盐酸为实验体系,研究结果表明,中空纤维更新液膜技术可以实现同级萃取-反萃,且总传质系数随料液相流速的增大而增大,在实验条件下,总传质系数受反萃相流速的影响较小.实验研究探讨了混合方式(料液与萃取剂混合和反萃剂与萃取剂混合)和体系分配系数对传质性能的影响.实验结果表明,由于相间分配系数的不同,总传质系数受混合方式的影响较大,以分配系数较大的一相与萃取相混合流经管程的方式对传质过程有利.     

中空纤维致密膜基吸收CO2传质机理分析

研究了硅橡胶/聚砜中空纤维致密膜基吸收CO2的传质机理,考察了吸收剂种类(NaOH、MEA、DEA、TEA)、NaOH浓度、吸收剂流速、吸收剂压力和气相压力对CO2传质系数的影响,并采用数学模型对实验结果进行了分析.其中,用2×103 mol·m-3NaOH溶液作吸收剂时,聚合物膜传质为控制步骤,总传质系数与CO2在膜中的传质系数相近,且实验过程中无漏液、鼓泡等现象发生.     

溶胀对膜萃取传质性能的影响

溶剂对膜的溶胀,使膜的物理结构发生变化,进而对膜萃取传质性能产生一定的影响。本文以３０％ＴＢＰ（煤油）－醋酸－水,正丁醇－醋酸－水和２０％７３０１（煤油）－醋酸－水为实验体系在聚砜和聚四氟乙烯微孔平板膜器中系统地了溶胀地膜萃取总传质系数的影响。结果表明,微孔膜发生溶胀后孔隙率发生明显的变化,其总传质系数有较大的下降。     

温度对气态膜过程传质性能影响

本文通过对文献数据的整理计算,说明对于易挥发体系(溶解度系数Hf<<1),温度主要影响组分在液相的扩散系数对气态膜过程的总传质系数产生影响;对于具有中等溶解度的体系(Hf≈1),传质同时受液相阻力和膜阻控制;对于难挥发体系(Hf>>1),温度主要通过改变气液平衡关系对传质系数产生影响。     

膜萃取过程的传质特性研究

膜萃取是一种新型的分离技术。本文在中空纤维膜器中研究了膜萃取过程的传质特性。通过四种不同体系的实验,求取了基于水相的总传质系数,提出了求算膜萃取过程中各分传质系数k_(?)、k_(?)、k_(?)的半经验关联式。研究表明,减小膜阻可以强化膜萃取过程,提高过程的总传质系数.比较和分析膜萃取过程中各部分传质阻力,可以看出,对于萃取相平衡常数m1的体系应选用疏水膜器,对于m1体系则应选用亲水膜器。     

气液降膜流动中液相速度波动及其传质研究

为了研究降膜流动的动力学性质及其对气液传质过程的影响,在气液逆流的不同气液流动条件下采用激光多普勒(1aser Doppler anemometer,简称LDA)测量了降膜流动的液相速度分布和瞬时速度波动.和以往假定液膜外侧为自由表面,液膜表面处剪切力为零的Nusselt模型进行了比较,LDA测量结果表明气液逆流时降膜流动的最大液相速度出现在液膜表面之内,并且是以近界面区域的速度波动为特征的流动.在相同的降膜装置中进行了乙醇稀溶液的解吸实验,液相传质系数的实验测量值是渗透理论预测值的1～2倍.实验结果表明液相界面区域的速度波动加快了气液界面的表面更新速率,减小了传质阻力,强化了气液界面的传质过程.考虑液膜波动特征对气液接触情况的影响,从气液两相接触时间的角度出发,修正了渗透理论对液相平均传质系数的预测,预测结果和实验结果相吻合.     

新型气隙式膜蒸馏组件脱盐过程

利用基于聚丙烯中空纤维膜和聚丙烯中空纤维换热管的新型能量回收式膜组件(AGMD-HF),以70 g·L^-1的氯化钠溶液为研究对象,考察了膜组件长度和膜孔径大小对膜组件脱盐性能的影响。为直接衡量操作条件、组件参数以及温差、浓差极化现象对传质系数的影响,引入总传质系数,并研究进料温度和膜孔径对总传质系数的影响。实验结果表明,总传质系数随着温度的升高、膜孔径的增大而增大,提高膜孔径可有效提高总传质系数,同时可有效提高通量和造水比。通量随组件长度的增大而减小,而造水比增大,因此在应用过程中可综合考虑通量和造水比以便选择合适的组件长度。     

吸收膜蒸馏的传热传质过程

由于吸收膜蒸馏系统的进料液和吸收液的温度非常接近甚至相同,其传热过程无相变热损失,有可能实现能耗较低的膜蒸馏过程,本文尝试开展吸收膜蒸馏法海水淡化研究。首先分别以葡萄糖水溶液和氯化钙水溶液为吸收液进行吸收膜蒸馏海水淡化实验,结果表明氯化钙吸收液时的膜通量明显高于葡萄糖吸收液时的膜通量。其次建立了吸收膜蒸馏过程的质量和热量传递模型,并对模型进行了计算,模型计算值与实验值非常接近。最后对葡萄糖水溶液和氯化钙水溶液分别作吸收液时对传质系数和极化现象的影响进行了计算分析,结果显示,氯化钙水溶液作吸收液时传质系数约为葡萄糖水溶液的1.7倍;且极化现象造成的蒸气压力差减小的值为后者的1/4左右。     

吸收膜蒸馏的传热传质过程

由于吸收膜蒸馏系统的进料液和吸收液的温度非常接近甚至相同,其传热过程无相变热损失,有可能实现能耗较低的膜蒸馏过程,本文尝试开展吸收膜蒸馏法海水淡化研究。首先分别以葡萄糖水溶液和氯化钙水溶液为吸收液进行吸收膜蒸馏海水淡化实验,结果表明氯化钙吸收液时的膜通量明显高于葡萄糖吸收液时的膜通量。其次建立了吸收膜蒸馏过程的质量和热量传递模型,并对模型进行了计算,模型计算值与实验值非常接近。最后对葡萄糖水溶液和氯化钙水溶液分别作吸收液时对传质系数和极化现象的影响进行了计算分析,结果显示,氯化钙水溶液作吸收液时传质系数约为葡萄糖水溶液的1.7倍;且极化现象造成的蒸气压力差减小的值为后者的1/4左右。     

真空膜蒸馏过程膜参数模拟计算

为了研究膜材料对透过通量的影响,文章建立了真空膜蒸馏过程的微观传热传质模型,并利用该模型对文献中的实验数据进行了模拟,得到了比较满意的结果。进而对不同条件下膜的长度、厚度、内径以及曲折因子、传质系数进行了模拟计算,并讨论了不同膜参数对膜透过通量的影响,为真空膜蒸馏过程中膜材料的选取及合理利用提供一定的理论依据。     

中空纤维更新液膜在己内酰胺精制中的应用

研究了中空纤维更新液膜技术用于己内酰胺精制时的传质性能,考察了两相流速、萃取剂用量对传质的影响,并与大块液膜技术以及萃取塔技术进行了对比。在实验范围内,中空纤维更新液膜过程总传质系数随两相流速的增大而增大,且壳程流速对传质的影响较大。中空纤维更新液膜过程传质通量可达大块液膜的1．5倍,总体积传质系数可达工业萃取塔的2．3倍,萃取剂用量相比于大块液膜、工业萃取塔大幅度降低,具有很大的应用潜力。     

中空纤维膜气体溶剂的吸收分离过程

测定了不同条件下聚丙烯疏水性中空纤维膜组件中ＣＯ２－ＮａＯＨ体系气体溶剂吸收过程的总传质系数．建立了溶剂吸收过程总传质系数的计算模型．以此模型为基础,结合实验结果对气体溶剂吸收过程进行了分析,提出了提高总传质系数的有效方法．     

膜萃取处理高浓度含苯胺废水

实验采用橡胶膜作为分离膜处理高浓度含苯胺废水。考察了废水初始浓度、水力条件、操作温度、萃取液pH值及离子强度等因素对苯胺去除效果及总传质系数的影响及该工艺对大连绿源药业公司工业废水处理的效果。实验发现该传质过程主要受膜阻控制;渗透系数与温度之间符合范霍夫–阿伦尼乌斯方程;离子强度改变了苯胺在相间的分配系数,影响传质过程;在流速3.05L/d、温度50℃、pH值约等于1、膜管长18m条件下,实际工业苯胺废水进水浓度为33081mg/L时,苯胺的去除率基本维持在97%以上,单位废水净收益为103.84元/吨。     

中空纤维膜基吸收法脱除空气中二氧化碳的研究

以醇胺类水溶液作为吸收剂，采用聚丙烯中空纤维膜组件进行膜基气体吸收脱除空气中CO2的研究。实验 结果表明，在吸收液浓度为2.0mol·L-1，气速小于0.30m·s-1，吸收液流速小于0.01m·s-1的条件下，其吸收CO2的 总传质系数约为0.03～0.06mol·m-2·min-1·(mol·L-1)-1。研究建立了估算吸收总传质系数的数学模型，模型计算 曲线与实验数据曲线基本一致，可用于膜基气体吸收法脱除CO2过程的放大设计。     

错流式中空纤维膜接触器脱除水中氨氮的实验研究

采用矩形错流式中空纤维膜接触器进行脱除水中氨氮的实验研究,考察了操作条件对脱氨过程总传质系数(K)的影响。结果表明,料液p H和料液流速对总传质系数影响显著。料液p H=10.5时,料液流速由0.016 m/s增大到0.051 m/s,而硫酸浓度对总传质系数影响较小。实验获得了较高的K值,最高可达1.96×10-5 m/s。在最佳的脱氨条件下连续运行10 h,料液氨氮质量浓度由1 000 mg/L降至0.11 mg/L,具有广阔的工业化前景。     

甲苯-TNT-水体系膜萃取传质特性的研究

以甲苯-TNT-水体系为对象,对膜萃取过程进行了研究,求取了该体系膜萃取过程的分传质系数关联式,并通过实验进行了验证.结果表明,在实验的操作范国内,所得的分传质系数关联式相对偏差在10%以内,关联精度是令人满意的.     

气态膜吸收法脱除水中氨的传质效果

利用聚丙烯中空纤维气态膜对氨/水分离过程及影响因素进行研究,考察膜两侧液体流速、浓度、温度等工艺条件对传质系数和氨脱除率的影响。研究结果表明：气态膜-化学吸收法对氨/水有很好分离效果;原料液温度和流速的影响较为显著,传质系数随温度升高而升高,而提高原料液的流速,膜通量增加,氨的脱除率却下降,压力降升高;氨的初始浓度对膜通量影响较大,膜通量随初始浓度升高而增大;吸收液中反应物浓度相对于透过氨浓度过量时,吸收液的浓度、流速对传质过程影响较小。     

Cu2+在支撑液膜中的传质过程

研究了以疏水性多孔聚丙烯膜(Celgard 2500)为支撑体和LIX984的煤油溶液为膜液的支撑液膜体系萃取Cu2+的传质过程. 采用双膜理论描述Cu2+通过平板支撑液膜的传质过程,建立了其在稳态下的传质动力学方程,且当反萃取侧酸浓度大于2 mol/L时,反萃取侧的传质阻力可以忽略;利用膜内分传质系数km表征支撑液膜膜液的流失行为,在传质过程中,km先增大而后逐渐减小,且载体的流失速率大于稀释剂煤油的流失速率. 考察了操作条件对传质和膜液流失速率的影响,结果表明,Cu2+初始传质通量随载体初始浓度、料液初始pH值和料液初始Cu2+浓度的增大而增大;载体初始浓度越大,膜液流失越快;料液初始Cu2+浓度增大,膜液流失越慢;料液相pH值的改变对膜液流失速率没有影响.     

聚四氟乙烯膜气体吸收数学模型和孔隙率的影响

膜吸收是将膜分离与传统的吸收技术相结合的一种新型分离技术。在这些过程中经常使用多孔膜,多孔膜对过程的传质性能有一定的影响。对不同孔隙率的微孔聚四氟乙烯(PTFE)疏水性平板膜的膜气体吸收过程中液相传质性能进行了实验研究。当采用去离子水-CO2吸收体系时,多孔膜的孔隙率对液相传质性能没有影响;当采用NaOH水溶液-CO2吸收体系时,多孔膜的孔隙率对液相传质性能有明显的影响。在相同流速下,孔隙率大的膜液相传质系数高于孔隙率小的膜。以双膜理论为指导,建立了多孔膜气体吸收过程中液相传质模型。用该模型描述多孔膜孔隙率对液相传质系数的影响,其结果与实验数据具有良好的一致性。