壳聚糖季铵盐汲取液的正渗透性能研究

采用超声降解方法制备了3种不同相对分子质量的壳聚糖季铵盐(CTS-QTS),通过红外光谱和凝胶渗透色谱对降解产物进行了表征,分别研究了CTS-QTS水溶液作汲取液时,CTS-QTS含量与黏度、电导率、渗透压的关系,以及不同膜朝向和汲取液CTS-QTS含量时的水通量、反向溶质通量、截盐率和水回收率等的变化规律。结果表明,正渗透膜的活性层朝向汲取液(AL-DS)模式的水通量要高于活性层朝向原料液(AL-FS)模式,但AL-DS模式下的反向溶质通量大约是AL-FS模式的2倍;在2种模式下,膜的截盐率均在99.9%以上,且AL-FS模式的截盐率略高于AL-DS。CTS-QTS汲取液的水回收性能优良。CTS-QTS有望成为低能耗型绿色正渗透汲取剂。     

正渗透膜生物反应器膜过滤特性研究

以氯化钠为驱动溶质,采用正渗透膜生物反应器处理模拟生活污水,系统地考察了各因素对正渗透膜过滤性能的影响。结果表明,随着驱动液浓度增加,水通量和反向盐通量也随之增加;正渗透膜活性层朝向驱动液时(AL-DS)的水通量和反向盐通量较活性层朝向原料液(AL-FS)时大;水通量和反向盐通量与错流速率正相关,在错流速率较低时增加不明显;随着活性污泥浓度增加,水通量呈下降趋势,而反向盐通量呈上升趋势。     

正渗透处理模拟印染废水的性能研究

实验以1 mol/L的NaCl溶液为汲取液,以活性染料印染废水、分散染料印染废水为原料液,探究不同染料类型、膜朝向及温度对正渗透性能的影响,以及不同情况下的膜污染情况。正渗透处理两种染料都有很高的水通量;AL-FS模式初始水通量为14.79 L/(m²·h),COD截留率为98.8%,色度为99.2%。AL-DS模式下分别为17.82L/(m²·h)、93.2%和93.9%;温度由15℃升高到35℃,水通量增加了5.6%,COD截留率降低了1.1%,色度截留率降低了1.2%;超声清洗后AL-FS模式下恢复率为94.3%,AL-DS模式下为91.2%。AL-FS模式优于AL-DS,水通量随温度的升高而升高,膜清洗水通量恢复率较高。     

海水驱动不同正渗透膜分离性能对比研究

以天然海水作为正渗透汲取液,对比研究CTA-ES和TFC-ES正渗透膜在不同膜朝向和错流速度下的清水通量和截留污染物效果,结果表明,2种正渗透膜在不同膜朝向下通量变化趋势类似;错流速度对活性层朝向汲取液侧运行模式(PRO)运行影响较大,体积流量为2 L/min时,正渗透性能较稳定;相同操作条件下,TFC膜具有较高的纯水渗透性和盐排斥性,最高通量是CTA膜的1.6倍以上,特性反向溶质通量在0.5以下,更适用于脱盐过程;CTA膜的运行稳定性较好,对污染物的截留率在93%以上,截留效能要优于TFC膜。     

正渗透膜分离糖类有机物的影响因素研究

实验以蔗糖等中性亲水小分子有机物作为模型污染物,考察了汲取液浓度、分子量、膜朝向等因素对正渗透分离糖类有机物的影响.结果表明,蔗糖等糖类有机物能被正渗透膜有效截留.4mol/L的较高浓度汲取液导致通量明显下降.当膜活性层朝向汲取液时,增大糖类的分子量(1 000Da)导致膜通量降低,而膜截留率为91.2％.水通量产生的...     

复合正渗透膜的过滤特性及对二级出水截留效果研究

以某污水厂二级出水为原料液,采用型号TFC-ES正渗透膜研究过滤过程中的工艺特性(膜朝向、汲取液的种类及含量、错流速度)及适宜的膜清洗条件,以优化操作条件、降低浓差极化、减轻膜污染、提高正渗透膜性能。结果表明,以FO模式(活性层朝向原料液侧,AL-FS)、7.25 cm/s的错流速度、1 mol/L的Mg Cl2溶液作为汲取液时,复合正渗透膜的纯水通量大于9 L/(m2·h),反向盐截留率保持在99.90%以上。二级出水产生的可逆膜污染可采用简单的水力清洗方法,以17.4 cm/s的错流速度,去离子水清洗30 min后,膜通量恢复率大于90%。同时复合正渗透膜对二级出水中的溶解性固体(TDS)截留率高达98%以上,对金属离子Al~(3+)和Fe~(3+)的截留率可分别达到97%和100%,有机物、TN和TP的截留率均在82%以上,可为正渗透技术应用于废水处理提供相应参考。     

正渗透技术处理煤气化废水工艺条件研究

采用正渗透技术处理煤气化废水,研究了正渗透过程纯水透过通量与膜活性层朝向、膜面流速及汲取液的关系.结果表明,膜活性层朝向为AL-FS、膜面流速为20 cm/s时处理效果最好,处理后浓水处理量可减少50％以上.     

正渗透技术处理煤气化废水工艺条件研究

采用正渗透技术处理煤气化废水,研究了正渗透过程纯水透过通量与膜活性层朝向、膜面流速及汲取液的关系。结果表明,膜活性层朝向为AL-FS、膜面流速为20 cm/s时处理效果最好,处理后浓水处理量可减少50%以上。     

正渗透水肥一体化灌溉中化肥驱动液的筛选

选择尿素溶液、磷酸二氢钾溶液、硝酸钾溶液、硝酸铵溶液4种化肥溶液作为汲取液,重金属镉溶液作为原料液,CTA膜作为正渗透膜,进行化肥正渗透驱动液的筛选试验。以NaCl-纯水为对照组,设置3次重复试验。定期观测记录质量、EC值、TDS值、体积、流量、进出压力值、温度及pH等变化,计算正向水通量、反向盐通量及正向截留率,并测定溶液中重金属及氮磷钾含量变化。结果表明:性能最佳的化肥汲取液是KH_2PO_4,其水通量高而且溶质返混运动营养损失最低。     

商业正渗透膜的改性及其用于处理焦化废水的研究

正渗透技术是一种新兴的膜分离技术,在处理有机废水方面具有广阔的应用前景。分别对Poten以及HTI商业正渗透膜进行改性,并用于对焦化废水中难降解毒性小分子(吲哚和吡啶)的截留测试。探究了水相单体PIP浓度、膜朝向、汲取液浓度对改性前后两种膜水通量、J_s/J_w比值、有机物截留率的影响,以及改性前后两膜特征参数的变化。结果表明：对Poten膜和HTI膜进行界面聚合改性后,膜水通量以及J_s/J_w比值都不同程度地降低;改性后的两正渗透膜水渗透系数A、盐渗透系数B均降低,而膜结构参数S以及对NaCl和有机物的截留率均提高;其中HTI-IP复合膜对有机物的截留率(81%)明显高于IP-2(改性Poten膜)复合膜;与FO模式相比,IP-2复合膜在PRO模式下(汲取液面向活性层)具有更高的水通量及反向盐通量。此外,在两种膜朝向下,水通量及反向盐通量都随汲取液浓度的增大而增大,但是在FO模式下(料液面向活性层),通量呈现非线性增长。     

操作条件对正渗透分离性能的影响

正渗透是以渗透压差为驱动力的新型膜分离过程。采用水流分布较佳的膜池结构,研究了膜朝向、流动方式对正渗透水通量性能的影响,结果表明PRO模式（当膜的活性层朝向驱动液时）的水通量明显高于FO模式（当膜的活性层朝向原料液时）,但其衰减程度较大;在溶液浓度差相同的条件下,逆流操作更利于水通量的提高。针对FO模式和逆流条件,探讨了溶液温度对水通量和反向盐通量的影响,结果表明：膜两侧溶液温度同步升高时,正渗透过程的水通量和反向盐通量均增加,且水通量的增加幅度大于反向盐通量;单侧增加溶液的温度时,驱动液侧温度升高对水通量性能的提升效果优于原料液侧。综合考虑过程能耗和系统性能,认为单独升高驱动液温度更具实用价值。     

正渗透浓缩浓盐水影响因素研究初探

采用反渗透海水淡化后的浓盐水为原料液,考察了驱动液种类、切向流速(泵转速)、原料液浓度、活性层朝向等变量对正渗透过程水通量的影响。结果表明,在相同浓度下的驱动溶液,氯化钙作为驱动溶液产生的水通量最高;氯化纳次之;葡萄糖最小,但膜对氯化钠的截留率最高,随着驱动液浓度的增大,对应的水通量增大,但水通量的增加量随驱动液浓度的增大而减小;当膜的活性层朝向原料液(正渗透模式)时,初始水通量远小于膜的活性层朝向驱动液(压力阻尼渗透模式)的水通量,但在驱动液浓度相同时正渗透模式下的平均水通量更高。在切向流速达到1 L/min后,水通量受切向流速的影响较小。最后采用HTI膜在正渗透模式下以5 mol/L NaCl溶液为驱动液、切向流速为1 L/min的条件下连续运行进行浓缩,约30 h后,在原料液的容器壁上发现了少许的沉淀物,原溶液的Na Cl回收率可达到52.6%。     

聚丙烯酸钠汲取液的正渗透性能

研究了聚丙烯酸钠溶液作为汲取液的渗透压特性,并考察了影响水通量和溶质反向渗透量的因素和机制. 结果表明,聚丙烯酸钠浓度与渗透压的关系符合维里方程,第二维里系数对渗透压有较大贡献,聚丙烯酸钠溶液浓度为0.2 g/mL时的渗透压达1.3 Osmol/kg以上,水通量为14.5 L/(m2×h),略高于相同渗透压的氯化钠汲取液[14.0 L/(m2×h)];聚丙烯酸钠汲取液的溶质反向渗透量为1.6 g/(m2×h),低于常规氯化钠汲取液的16.5 g/(m2×h). 升高温度能迅速提高水通量,反向溶质渗透量维持在较低水平,聚丙烯酸钠汲取液适合比常规小分子汲取液更高的操作温度. 聚丙烯酸钠汲取液较高的水通量和较低的溶质反向渗透量表明正渗透性能良好.     

正渗透膜分离技术处理生活污水的实验研究

以正渗透膜分离系统为实验装置对某校园生活污水进行处理,考察了正渗透膜在膜朝向不同时对水通量和氮的截留效率的影响以及膜污染的状况。结果表明,正渗透过程活性层朝向原料液侧的FO模式下水通量下降趋势较小,水通量较稳定,且对污水中的氮污染物的截留效果好于压力阻尼渗透过程活性层朝向驱动液侧的PRO模式。FO模式运行下的膜污染比PRO模式相对较轻,污染物质在膜的活性层表面形成了胶状层,采用去离子水浸泡+设备运行冲洗的物理方法对污染的膜进行清洗后,膜活性层表面的大部分污染物被清除,膜表面的初始形态可基本恢复。     

正渗透膜对再生水中磺胺甲恶唑去除研究

采用3种正渗透膜对厌氧-缺氧-好氧(AAO)工艺二沉池出水中的磺胺甲恶唑进行截留效果研究。结果表明,活性层朝汲取液的压力阻尼渗透(PRO)模式下磺胺甲恶唑截留率大于活性层朝原料液的正渗透(FO)模式。NaCl是截留磺胺甲恶唑适合的汲取液溶质。随着汲取液含量升高,3种膜对磺胺甲恶唑截留效果有所提高,但增幅逐渐减小,且高含量的汲取液会引起严重的盐返混;流速对于聚酰胺活性层聚酯筛网结构的TFC-ES膜的影响比醋酸纤维素活性层(CTA)膜影响显著,醋酸纤维素活性层聚酯无纺布结构的CTA-NW膜随着膜两侧流速的增加对磺胺甲恶唑截留率反而下降。在正渗透实验中,醋酸纤维素活性层聚酯筛网结构的CTA-ES膜对磺胺甲恶唑的截留率始终高于CTA-NW膜和TFC-ES膜。     

三乙酸纤维素正渗透膜的制备与性能

以三乙酸纤维素（CTA）为膜材料,1,4-二氧六环、丙酮为溶剂,甲醇、乳酸为添加剂,采用相转换法制备了三乙酸纤维素正渗透膜。研究了不同1,4-二氧六环/丙酮配比、添加剂乳酸含量、挥发时间、膜厚度、热处理温度条件下正渗透膜性能的变化规律。研究表明,当采用纯水为原料液,0.56mol/L CaCl2为汲取液时,优化制备的CTA正渗透膜的水通量达到14.10L/(m2?h),溶质反扩散量为0.031mol/(m2?h);采用0.1mol/L NaCl为原料液,4mol/L葡萄糖为汲取液时,优化制备的CTA正渗透膜的水通量保持在5L/(m2?h)以上,对NaCl的截留率大于99%。CTA正渗透膜相比于HTI膜,具有较高的亲水性、水通量、截留率,稳定性更好。     

石墨烯掺杂聚砜基正渗透膜的结构和性能

采用相转化法分别制备了掺杂有石墨、石墨烯和氧化石墨烯的聚砜正渗透(FO)膜支撑层,通过间苯二胺和均苯三甲酰氯间的界面聚合在支撑层表面制备了聚酰胺活性层。采用扫描电子显微镜(SEM)表征膜表面和断面的结构形貌,测定膜孔隙率和亲水性,考察不同掺杂物时FO膜的性能。结果表明,掺杂石墨烯和氧化石墨烯,支撑层断面结构更加疏松,孔隙率和纯水透过常数(PWP)明显增加,制备的相应FO膜性能得到改善,水通量增大。掺杂石墨则导致支撑层上表面变粗糙,断面结构密实,其孔隙率减小,PWP值降低,膜性能变差。其中,掺杂了氧化石墨烯的FO膜表现出最好的性能,水通量在活性层朝向驱动液侧(AL-DS)模式下可达37.10L/(m~2×h),相比无掺杂FO膜增加了38.7%。     

聚乙二醇对氯化聚氯乙烯超滤膜微观结构及其性能的影响

探讨了聚乙二醇(PEG)及其分子量对氯化聚氯乙烯(CPVC)铸膜液黏度及其超滤膜微观结构和性能(纯水通量、截留率、机械性能和耐污染性能)的影响。结果表明,随着PEG分子量的增大,CPVC铸膜液黏度增大,CPVC超滤膜表面由网络大孔结构变为致密结构,PEG400和600对CPVC超滤膜断面微观结构没有太大影响,仍然保持海绵状结构,PEG相对分子质量超过1 000以后,CPVC超滤膜断面变为指状大孔结构与皮层构成非对称结构。铸膜液中添加PEG后,CPVC超滤膜纯水通量大幅度上升,但是截留率有不同程度的下降;随着PEG分子量的增大,CPVC超滤膜的纯水通量,耐污染性能及截留率均呈上升趋势。综合比较,PEG600作为添加剂,CPVC超滤膜能获得较好的性能。     

聚偏氟乙烯管式微孔膜的工艺研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)管式微孔膜生产工艺进行了研究。系统地讨论了相转化法制备管式微孔膜过程中各个因素的影响。研究发现,铸膜液温度对PVDF管式膜截留率和纯水通量影响不明显;铸膜液中加入NH4Cl后,膜的纯水通量增加,截留率减小,孔径增大;不同凝固浴制得的PVDF管式微孔膜不同,膜的纯水通量和截留率也不同。     

聚偏氟乙烯管式微孔膜的工艺研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)管式微孔膜生产工艺进行了研究。系统地讨论了相转化法制备管式微孔膜过程中各个因素的影响。研究发现，铸膜液温度对PVDF管式膜截留率和纯水通量影响不明显；铸膜液中加入NH4Cl后，膜的纯水通量增加，截留率减小，孔径增大；不同凝固浴制得的PVDF管式傲孔膜不同，膜的纯水通量和截留中也不同。