正渗透技术应用于污废水处理的研究进展

随着我国污废水处理市场和规模的进一步扩大,同时膜材料生产成本下降,促进了膜技术在废水处理领域的迅速发展.不同于传统施加外压的压力驱动膜处理技术,正渗透以其低能耗、低污染和高截留能力的特点引起了广泛关注.本文从正渗透技术原理出发,介绍了膜材料、汲取液种类和浓差极化3个主要影响因素;其次,分析了正渗透技术及组合工艺在废水处...     

垫片法对正渗透过程中浓差极化的改善研究

在不增加能耗的前提下提出了一种简易的垫片法改善正渗透过程中出现的浓差极化现象.利用这种方法,在正渗透膜活性层朝向原料液的膜取向下,发现垫片安置在汲取液廊道贴紧膜的位置可以最好地减缓稀释内浓差极化,进而显著的提升正渗透的运行效果;此时,以0.5 mol/L的NaCl为原料液,而分别以1、2、4 mol/L的NaC1为汲取液进行批式实验,与未安置垫片的方式相比,水通量分别有2.94％,9.0％和12.5％的提升幅度;另外,还发现当将垫片放置在原料液廊道(远离膜)和汲取液廊道(贴紧膜)时,可以起到同时减缓浓缩外浓差极化(CECP)和稀释内浓差极化(DICP)的效果.     

正渗透膜材料与驱动体系的研究

报道课题组在正渗透膜材料及高效易回收驱动液方面的研究进展.在膜材料方面,我们研究了准双皮层的三乙酸纤维素正渗透膜,得到的膜性能优于商业化HTI正渗透膜.在驱动溶质方面,研究了以乙二胺四乙酸和树枝状聚合物以及具有响应性能的纳米材料为代表的大尺寸驱动体系,验证了大分子驱动溶质可以有效降低内浓差极化.研究结果表明,膜与驱动液在正渗透研究中都非常重要.     

正渗透工艺用于微藻生物燃料脱水的研究进展

微藻作为第三代生物能源,在应对传统能源危机方面具有十分巨大的发展潜力。由于微藻脱水能耗巨大,导致后续的微藻生物燃料制备难以实现大规模商业化生产.针对此瓶颈问题,研究人员尝试采用正渗透工艺进行微藻脱水.基于近年来正渗透技术应用于微藻脱水的研究现状,综述了膜污染成因与控制、膜材料开发与膜结构优化、工艺节能增效等方面的研究进展,着重总结了在藻种、正渗透膜以及汲取液等明显影响微藻脱水性能因素方面的研究成果,并指出了未来采用正渗透技术进行微藻脱水的发展趋势.     

聚丙烯腈纳米纤维正渗透支撑层的表面改性研究

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,对其进行表面亲水改性,制备出内部疏水、表面亲水的正渗透膜,解决了亲水性纤维在水中高度膨胀导致正渗透膜机械性能大幅下降的问题,考察了水解时间对PAN纳米纤维膜亲水性以及机械性能的影响。研究表明,水解时间为30min时,纳米纤维膜表面基本完全水解,具有较好的表面亲水性能,且内部结构未被破环,保留了原有的机械性能。用PAN纳米纤维膜作为支撑层制备的正渗透膜具有良好的通量和较低的结构系数,且在水中不易膨胀、机械性能良好。     

双层刮膜法中聚砜膜结构的控制和性能研究

同时刮膜法是一种利用涂层与支撑层分离来制备高表面开孔率微孔膜的方法.本文采用同时刮膜法制备PSf微孔膜,考察了底层制膜液中聚砜的浓度、添加剂PVPK-90含量、凝胶浴温度以及PEI涂层厚度等参数对膜结构和性能的影响.结果表明,PSf溶液中聚合物浓度增大使溶液的黏度明显增大,同时膜表面凹洞数目减少,孔径减小,且水通量减少...     

正渗透过程参数对渗透性能的影响

正渗透是新的非热能驱动膜过程。采用界面聚合的方法制备了中空纤维复合膜。以Na2SO4、MgSO4、NaCl和Mg-Cl2水溶液作为驱动液进行了正渗透实验。实验表明,正渗透通量随着驱动液浓度的增加而增加,其中Na2SO4、MgCl2水溶液的渗透通量大于MgSO4、NaCl水溶液的。驱动液中无机盐向原水中扩散的渗透速率随无机盐浓度的增加而增加,且MgCl2>NaCl>Na2SO4>MgSO4。原水流速对正渗透通量的影响极小,而驱动液流速对正渗透通量的影响较大。     

正渗透技术在水处理和能源开发中的研究进展

<正>渗透技术是采用选择性渗透膜两侧渗透压差作为驱动力的一种膜分离过程.由于具有低能耗、低膜污染、高回收率等优势,正渗透技术近年得到了广泛的关注.介绍了正渗透技术的过程及特征,对正渗透技术的海水淡化、污水处理和能源开发方面进行了综述,在此基础上,对正渗透技术面临的挑战进行分析.今后,正渗透的膜制备方面应当注重解决由膜引起的内浓差极化、汲取液反向渗透等问题;汲取液配制和选择应关注能减小内浓差极化的汲取液.     

椭圆中空纤维膜渗透汽化的传质强化数值模拟

本文建立了一个三维中空纤维膜渗透汽化传质模型,研究了膜管截面形状对渗透汽化过程传质的影响.该模型与经典理论Leveque传质关联式具有良好的一致性,且在同样的操作条件下,该模型与椭圆中空纤维膜接触器有一致的传质强化效果.相比传统圆形截面中空纤维膜,椭圆形截面能显著降低边界层传质阻力.在膜阻力远小于边界层阻力的情况下,椭...     

非无纺布支撑反渗透复合膜的制备及其性能研究

经过40多年的发展,反渗透技术成为膜法水处理中发展最为成熟、应用最为广泛的一种,但高性能反渗透膜的研制仍是目前研究的热点之一。借鉴正渗透膜的制备方法,以聚酯筛网为支撑材料制备了非无纺布支撑的反渗透复合膜,研究了不同制备条件对膜性能的影响,并采用扫描电子显微镜对所制备复合膜的表面和断面进行了表征。结果表明,以聚酯筛网为支撑材料,聚砜为底膜聚合物,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,PEG-400为添加剂时,制备的复合膜最佳水通量在38.5L/（m2.h）,NaCl截留率达到99%,明显优于以无纺布为支撑材料的反渗透复合膜的性能。此外,该复合膜在较长时间的运行过程中表现出良好的抗压密能力和耐污染性。     

醋酸纤维素正渗透膜的制备及其性能研究

以醋酸纤维素(CA)作为成膜材料,以聚酯筛网作为支撑材料,利用相转化法制备正渗透膜,考察了正渗透膜制备过程中的影响因素,包括铸膜液中聚合物浓度以及制膜过程中环境湿度、凝胶浴温度及热处理温度对正渗透膜性能(水通量和截盐率)的影响规律。并利用SEM表征了膜表面和断面的形貌。结果表明,在原料液为0.1mol/L NaCl,汲取液为4mol/L葡萄糖,原料液面向分离层,室温的测试条件下,当聚合物浓度为10.4%、在60℃下热处理、凝胶浴温度为15℃、环境湿度为90%时所制备的正渗透膜通量为9.7～10.3L/(m2.h),截盐率在93%以上。     

正渗透膜分离关键技术及其应用进展

<正>渗透是一种新型的膜分离技术,具有能耗低、膜污染小及回收率高等优点,近年来在国际上得到了广泛的关注.本文介绍正渗透膜分离技术的基本原理;综述正渗透膜分离关键技术驱动液与膜材料的最新进展;简述正渗透膜分离技术的最新应用;展望正渗透膜分离技术的重点研究方向.     

以天然水为原料液的正渗透过程中CTA膜表面污染物脱附研究

选择浓缩天然水作为原料液,研究了错流过滤的正渗透膜系统处理水中有机物时,不同实验温度和错流速度下膜通量的变化;通过对被污染的膜进行洗脱,得到洗脱液,并对洗脱液进行了分析,得到污染物在正渗透膜的沉积规律.结果表明,温度对通量和膜污染影响很大,温度越高膜污染越强,膜通量下降越大;错流速度对通量和膜污染也有明显的影响,错流速度越小膜污染越严重,膜通量下降越大.膜上的污染物主要以蛋白质和氨基酸为主,该类物质主要在发射波长320～360 nm、激发波长210～230 nm的荧光区域有响应.污染物的分子量主要分布在630 000和800左右两个区段.正渗透过程中CTA膜对天然有机物中的腐殖质有很强的抗污能力.     

反渗透和纳滤膜的研制与应用

本文介绍了基于联苯多元酰氯单体的聚酰胺反渗透和纳滤复合膜材料体系。通过系统研究聚合物的官能团含量、取代基位置等因素对反渗透复合膜性能的影响,揭示了有价值的实验规律： a.通过调节酰氯单体的官能度,可以实现对反渗透复合膜的性质,包括表面形貌、表面化学组成、表面荷电性质的调控,从而实现对复合膜分离性能及抗污染性能的调控;b.可以利用联苯多元酰氯单体制备得到纳滤复合膜,所得纳滤膜的孔径和荷电性质可以通过调节制膜工艺实现调控。这些结果,为进一步优化制膜工艺,提供可供产业化生产的新型反渗透和纳滤复合膜制备技术奠定了基础。     

均质纤维素膜的制备及其正渗透性能研究

以纤维素(cellulose)为膜材料,离子液体1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)为溶剂,水为非溶剂,无纺布作为支撑层,通过相转化法制备了纤维素均质膜。采用红外、X-射线衍射和扫描电子显微镜表征了膜的结构及形貌,考察了该膜的正渗透性能。结果表明:纤维素溶解再生过程中没有发生化学变化,但晶型发生了转变;当原料液为0.6 mol/L的氯化钠水溶液,汲取液为特制的营养液时,所制备的正渗透膜的水通量为3.534 L/(m2·h),截盐率达到99%以上。     

正渗透浓缩茶料液中茶多酚研究

采用NaCl溶液作为驱动液,考察了不同的驱动液浓度、不同的膜材料对茶料液中茶多酚的浓缩效果,研究了正渗透过程中膜渗透性能(通量)、膜污染状况、膜清洗效果以及浓缩液中茶多酚的保留率.结果表明:正渗透浓缩茶多酚,以NaCl溶液为驱动液,可以获得较为稳定的通量,采用正渗透浓缩荼多酚具有一定的可行性;以PA-4M、CTA-4M、CTA-2.7M浓缩茶料液,在达到10倍的浓缩倍数时,对污染的膜用NaOH(pH=10)进行清洗25 min,其通量恢复率分别为100％、95.9％、96.1％,浓缩液中茶多酚的保留率分别为70％、79.3％、83.8％;采用CTA膜以2.7 mol/L NaCl溶液为驱动液进行浓缩较为合适.     

新型耐高温复合反渗透膜的制备与性能

以杂萘联苯聚芳醚腈酮超滤膜为基膜,间苯二胺作为水相单体、均苯三甲酰氯作为有机相单体,通过界面聚合法制备了新型耐高温聚芳香酰胺复合反渗透膜.研究了单体浓度、反应时间对膜性能的影响,用扫描电子显微镜和红外光谱仪表征了界面聚合反应前后膜表面形貌和化学结构的变化,并对膜的耐高温性能进行了考察.随着操作温度从20℃升高到95℃,膜的脱盐率保持在97.9%,通量从7.4 L/(m~2·h)上升至31.4 L/(m~2·h);膜在沸水中煮沸至3 h,其脱盐率基本不变而通量先增加后趋于稳定,表明杂萘联苯聚芳醚腈酮复合反渗透膜具有优良的耐高温性能.