中空纤维更新液膜技术处理模拟含铜电镀废水

以10%(体积分数)LIX984N/煤油为液膜相,2 mol/L硫酸溶液为反萃相,研究了中空纤维更新液膜(HFRLM)技术对模拟电镀废水中二价铜离子的去除及浓缩效果,并讨论了停留时间对二价铜离子去除率的影响.结果表明,中空纤维更新液膜技术可同时实现废水中二价铜离子的分离与富集.经7级处理后,废水中二价铜离子的含量低于1.0 mg/L,二价铜离子的去除率为99.0%,达到国家排放标准;富集液中二价铜离子的浓度达1700 mg/L,富集因子为25.中空纤维更新液膜技术在含铜废水处理方面具有广阔的应用前景.     

液膜技术原理及中空纤维更新液膜

液膜技术可以实现萃取和反萃的耦合,具有独特的分离优势。因为具有非平衡传质的特性,液膜技术传质推动力大,萃取相用量很少。回顾了液膜技术的原理,指出液膜技术的关键在于形成一层厚度薄且相当稳定的液膜相。分析介绍了近年来发展起来的各种液膜技术的优缺点,提出了一种中空纤维更新液膜技术,其体积传质系数比传统萃取塔的大530倍。     

中空纤维膜萃取法处理含酚废水

介绍了中空纤维膜萃取酚的方法,通过膜萃取实验,研究了萃取时两相压力差和流速对萃取效率的影响。结果表明,废水中酚的萃取率可达96％左右,能使工业含酚废水达到国家排放标准。     

中空纤维更新液膜技术处理含铬废水

以磷酸三丁酯(TBP,质量分数为40%)/煤油为萃取剂、氢氧化钠溶液为反萃剂,采用一种新型的液膜技术———中空纤维更新液膜(HFRLM)技术处理含铬废水。研究了HFRLM技术对废水中Cr(Ⅵ)的去除与浓缩效果。结果表明,中空纤维更新液膜技术可同时实现废水中Cr(VI)的分离与富集。处理后,废水中Cr(VI)含量小于0.5 mg/L,Cr(VI)的去除率达99.8%,达到国家排放标准;富集液中Cr(VI)浓度高达2 500 mg/L。该项技术在含铬废水的处理方面表现出良好的应用前景。     

用无机膜处理含镍废水

阐述了无机膜分离技术处理含镍废水的中试和半工业化试验，分析了无机膜处理含镍废水的可行性。     

中空纤维膜低压超滤处理含油废水的数学模拟

提出一个不可忽略轴向压力降和膜渗透速率轴向变化的中空纤维膜低压超滤处理含油废水的传质模型 ,采用正交配点法并结合MATLAB软件进行模拟 ,解出速度分布和浓度分布 ,得到超滤速率的变化规律 ,与实验数据吻合很好 .用模拟结果讨论Peclet数对超滤的影响 ,并分析中空纤维丝内径向速度分布 ,为超滤膜及工艺条件的选择提供了重要依据 .     

真空膜蒸馏和膜吸收耦合处理电镀废水

采用疏水聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜对高盐有机电镀废水进行真空膜蒸馏(VMD)和膜吸收(MGA)实验。结果表明,在VMD中,曝气可提高产水通量,当曝气量超过2 m3/(m2·h)时,产水通量趋于稳定;随着料液温度和真空度的提高,产水通量显著增加。连续180 d运行实验表明,产水通量保持在2.4~2.6 kg/(m2·h),产水指标除NH3-N含量以外,均达到GB 8978-1996排放二级标准。MGA脱氨实验表明,当产水p H和流速分别为10.5和0.20 m/s,吸收剂浓度和流速分别为0.2 mol/L和0.20 m/s时,在30 min内可将NH3-N的质量浓度从270 mg/L脱除至10 mg/L以下,产水指标达到污水综合排放标准。     

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.     

中空纤维支撑液膜技术处理含铜废水

重金属废水的处理在环境保护和重金属资源综合利用方面都受到广泛的关注.采用中空纤维支撑液膜技术,用CuSO4水溶液模拟工业含Cu(Ⅱ)废水,二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)/煤油为液膜相,盐酸为接受相,研究了液膜相组成、两相流速、流动方式等因素对中空纤维支撑液膜过程传质性能的影响.结果表明,料液相在管程流动时的传质通量大于料液相在壳程流动时的传质通量,传质通量随着管、壳程两相流速的增大及液膜相中载体浓度的增加而增大.模拟实验结果表明,中空纤维支撑液膜技术可同时实现废水中Cu(Ⅱ)的去除与浓缩,处理效果好.废水中Cu(Ⅱ)的去除率达97%以上,富集液中Cu(Ⅱ)浓缩倍数达5倍以上.     

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。     

PVDF-ZrO2复合中空纤维膜在乳化油废水中的应用

针对普通聚偏二氟乙烯(PVDF)中空纤维膜具有疏水性强、易污染的应用缺陷,在制备纳米粒子掺杂改性的PDVF-ZrO2复合中空纤维膜前期工作基础上,表征了其微观结构,并考察了其在油水体系中的分离效果。微观结构检测表明,随着ZrO2含量的增大,复合膜的断面微观结构完成由指状大孔向海绵状结构的转化。PDVF-ZrO2复合膜的接触角和牛血清蛋白(BSA)吸附实验结果显示其亲水性及抗污染性能均得到了提高。进一步考察了PDVF-ZrO2复合中空纤维渗透分离性能,ZrO2纳米粒子质量分数为0.3%时,显示了最佳的渗透性能。在乳化油废水处理过程中,在油质量浓度为1 g/L,操作压力为0.1MPa、搅拌强度为20 r/min条件下,通量为105 L/(m2.h),TOC去除率为95.4%,表明具有较好的废水处理效果。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的耐辐射性能研究

研究了较低剂量的γ辐射对聚偏氟乙烯中空纤维膜的结构与性能的影响。在试验中,选用44.57 Gy/min的剂量率,分别采用2,4,6,10 kGy剂量对浸泡在pH=10的氢氧化钠溶液中的中空纤维膜进行辐照。对辐照前后的样品作相关的性能测试,结果表明:随着辐射剂量的增加,透水通量先增大后减小,最大孔径持续减小,最大幅度至14.9%,分离性能增强。在≤10 kGy的剂量内,断裂强力呈现增大趋势,断裂伸长率呈现下降趋势,爆破强度先增大后减小。工艺优化的剂量为2 kGy。微观形貌和红外分析表明,辐射对膜的外表面化学基团及内表面的形貌产生一定的影响。热分析表明,辐照使膜的结晶度有所提高。     

电镀废水膜法回用工艺概况

根据电镀种类和电镀工艺将电镀废水分为5种类型:前处理废水、含氰废水、含铬废水、综合废水和混排废水。讨论了电镀废水的主要来源及其进水水质状况。概述了电镀废水膜处理工艺。以3个目前运行比较稳定的电镀废水膜回用工程方案为例,介绍了膜法回用电镀废水的工艺流程。     

诱导结晶工艺处理含重金属电镀废水运行条件的优化

采用诱导结晶工艺替代传统的混凝沉淀为反渗透的前处理工艺,以深圳某电镀公司实际废水中金属污染物为研究对象,以总铜的去除为代表,考察了碳酸根与总铜的摩尔比、pH、水力负荷、晶种填充高度、加药方式等因素的影响,并对运行条件进行了优化。结果表明,当碳酸根与总铜的摩尔比为3∶1,pH为9.0,进水水力负荷为13.0 m3/(m2·h),晶种静态填充高度为60 cm,药剂投加方式为平均3个位置投加时,处理效果最佳,去除率可达90.00%以上。连续运行证实,诱导结晶单元对铜、镍、铬的去除效果稳定,经处理后铜、镍、铬的平均去除率分别为88.00%、85.71%和80.48%。砂滤等后续处理过程对各金属的进一步去除具有较好的效果。     

聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜生物反应器处理小区生活污水的试验研究

利用CASS与PVDF中空纤维超滤膜组件组合工艺进行模拟小区生活污水处理的试验研究,试验结果表明:当水力停留时间为12h ,CODCr浓度在2 15～6 77mg·L-1之间时,该工艺出水CODCr稳定在30mg·L-1左右;氨氮浓度为2 2 .2～4 1.2mg·L-1时,出水NH3 -N最低可达0 .2mg·L-1,去除率达到90 %以上;出水pH值在7.2 6～7.89之间;出水浊度小于0 .5 ,出水水质优于回用水标准,可直接回用。而且随着膜的污染,出水水质并没有受到任何影响。     

微滤膜-胺基膦酸树脂法处理含镍电镀废水

介绍了微波膜－胺基膦酯树脂法处理含镍电镀废水工艺：采用无机陶瓷微滤膜进行预过滤，防止杂质，油污带入而引起树脂中毒失效，利用胺基膦酸树脂高效回收电镀废水中的Ni^2 。该工艺简单，操作稳定，运行成本较低，回收的Ni^2 浓度大，纯度高，可直接返回电镀生产工序使用。并确定了主要技术参数：无机微滤膜孔径0.8μm，交换操作流速5.2m/h，再生液4％－5％（质量分数）H2SO4，再生液用量3－3．5BV，再生流速1－2BV/h，再生方式顺流。实际应用表明效果良好。     

两级沉淀法处理电镀含镍废水

采用碱–磷酸盐两级沉淀法处理某电镀厂反渗透工序产生的高浓度含镍浓水,其主要流程为化学氧化破络、初次沉淀和二次沉淀。研究了初次和二次沉淀p H对废水中镍去除效果的影响,以及二次沉淀时Na2HPO4投加量和二次沉淀后聚合硫酸铁(PFS)投加量对出水总镍和总磷浓度的影响。当初次沉淀p H为9.5、二次沉淀p H为10.0和Na2HPO4投加量为50 mg/L时,出水的总镍浓度可稳定低于0.2 mg/L,与其他废水混合后则可低于0.1 mg/L,符合GB 21900–2008中表3要求。二次沉淀后PFS的投加需根据总排放口出水总磷情况而定。采用该法处理该电镀厂含镍废水的药剂成本约为3.69元/m3。     

Design of metallic nickel hollow fiber membrane modules for pure hydrogen separation

Cost‐effective and robust nickel (Ni) membrane for H₂ separation is a promising technology to upgrade the conventional H₂ industries with improved economics and environmental benignity. In this work, Ni hollow fibers (HFs) with one closed end were fabricated and assembled into a membrane module for pure H₂ separation by applying vacuum to the permeate side. The separation behavior of the HF module was investigated both experimentally and theoretically. Results indicate that H₂ recovery can be improved significantly by changing the operation conditions (temperature or feed pressure). Ni HF is a promising membrane geometry, but the negative effect of pressure drop when H₂ passes through the lumen cannot be ignored. Under the vacuum operation mode, there is little difference in term of H₂ recovery efficiency whether the feed gas flow is controlled in countercurrent or recurrent operation. This work provides important insight to the development of superior membrane H₂ separation system. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 3662–3670, 2018