青霉素发酵液超滤效果的实验研究

介绍了用平板膜超滤处理青霉素发酵滤液的实验流程和实验装置．用吸光度法测定了青霉素发酵液超滤后杂质的截留效果，用考马斯亮蓝法检测了蛋白质的截留效果．超滤过程收率平均在95％以上。     

超滤过程中操作条件的优化

超滤过程中操作条件的优化对于发挥超滤的优势是至关重要的，本文以经过预处理后的红霉素板框滤液为处理对象，利用外压式中空纤维膜对其进行超滤，对操作压力、膜面速度、浓缩比，温度等操作条件进行了优化。这些优化方法具有普适性，对其它体系超滤操作具有指导作用。     

膜法浓缩明胶蛋白水溶液

在中型板式超滤／纳滤器上,采用自制的荷负电膜进行了明胶蛋白水溶液的浓缩实验,探讨了一些因素对明胶蛋白的分离效果,确定了较合理的工艺参数。实验结果表明,用自制的膜浓缩明胶蛋白是可行的,有望改进现行的明胶生产工艺,并建议采用下列参数：膜的切割分子量为５万,流速压差范围为０．０６￣０．０８ＭＰａ,ｐＨ８,操作压力为０．３ＭＰａ,温度为５５℃。     

感光性丙烯腈共聚物超滤膜的制备

以感光性单体和丙烯腈共聚合成了共聚物膜材料，并制备出具有光敏特性的超滤膜；扫描电子显微镜图像显示所制备的高聚物膜具有超滤结构；膜的透过实验表明，所制备的膜具有较高的纯水通量及对蛋白质截留率，并初步探讨了铸膜液浓度对膜性能的影响．     

操作压力和溶液组成对蛋白质在超滤过程中的膜污染的影响

研究了操作压力和溶液组成(溶质浓度、pH值和水质硬度)对牛血清蛋白在超滤过程中发生的膜污染的影响,同时使用扫描电子显微镜观察了实验所用的超滤膜的结构.研究发现,在膜过滤的过程中,存在着极限膜通量,增大操作压力和进水中蛋白质浓度只能加速膜污染的速度,但不能增强最后的膜污染程度;增大溶液的pH值,以及减小水质硬度,都能够减轻蛋白质在超滤过程中的膜污染程度.     

压力驱动膜分离过程的操作模式及其优化

压力驱动膜过程主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透4种，操作时可采用浓缩和渗滤两种模式．典型操作过程由预浓缩、恒容渗滤和后浓缩3个阶段组成，对其进行优化，以使总过程时间最短和渗滤操作时渗滤溶剂的消耗量最小．     

中空纤维膜超滤技术在百蕊草水提液中的研究

研究了聚偏氟(PVDF)及聚砜(PS)中空纤维膜在百蕊草提取液初分离过程中的应用.在超滤过程中,从温度、操作压力、预处理方法及膜清洗方法等因素对膜通量的影响进行了考察,并与传统的醇沉方法相比较,以提取物得率和总黄酮含量两个指标进行评价.结果表明,超滤可以有效地除去蛋白等大分子物质和富集有效物质,使用中空纤维膜超滤技术在百蕊草的分离中是可行的.     

压力式中空超滤膜组件集成与运行分析

以中空纤维超滤膜为出发点,深入分析超滤膜材料的微观和宏观性能、集成膜组件的影响因素。详细阐述了超滤组件的操作和运行方式,并简单介绍了超滤组件膜污染形成机理及清洗的方法,以翔实的数据全面展示了超滤膜集成组件及其工业化应用情况。     

超滤膜法简要介绍（三）

本讲主要介绍超滤装置系统的设计、清洗和消毒、膜的寿命和操作费用。     

研究浓差极化和膜污染过程的方法与策略

简要综述了浓差极化和膜污染的研究方法和策略．利用超滤法处理印钞擦版废液实验说明研究思路和各种分析方法的应用．通过膜阻力模型实验,分析出各污染途径产生的阻力大小,讨论了应注意的问题．采用EDX,ICP,TOC,SEM,FTIR和MC对膜污染物、酸洗和碱洗液、清洗前后膜表面形貌分析鉴定,发现主要无机污染物是钙离子,主要有机污染物是磺化蓖麻油．模拟实验结果与上述结果一致,并引导出四步清洗方法,可对污染膜进行有效清洗;并发现对于严重污染的膜,采用三个以上清洗周期才能使膜通量得到完全恢复．最后提出一个浓差极化和膜污染的研究方法和策略框架图．     

PVDF管式膜过滤TiO_2悬浮液性能研究

用聚偏氟乙烯(PVDF)管式膜组件处理TiO2悬浮液,考察不同工艺条件对膜通量的影响;并对膜的在线清洗工艺进行研究.实验结果表明:膜通量运行初始30min有较大降低,之后基本保持稳定;膜通量随着循环流量的增大而增加;随悬浮液浓度的增加而逐渐减小;随运行压力增加而增加,当出口压力增加到0.1MPa以上时,膜通量基本不再随压力变化;管式膜在线清洗1min时,膜通量恢复率可达90%以上.     

PVA/PAA复合膜电响应特性的研究

通过研究PVA/PAA复合膜红外光谱特性,扫描电镜分析,及电场作用下膜通量的变化,阐明了PVA/PAA复合膜的电响应特性和规律。研究结果表明:制备的PVA/PAA复合膜中PVA与戊二醛已经发生交联反应形成酯键;-COOH基团的离子化是产生电响应的必要条件。随着PAA含量的增加,膜通量也明显的增加,表明体系中离子基团的数量(浓度)能够强烈影响PVA复合膜的直流电响应性;随着电场强度的增大,膜通量增加;在离子强度小于0.01mol/L时,膜通量随离子强度的增加而增加,但当离子强度大于0.01mol/L时,膜通量则呈现下降的趋势。在实验条件下,比较理想电响应条件为PVA∶PAA=1∶1,溶液离子强度为0.01mol/L。     

新型五孔PVDF共混改性膜抗污染性能研究

观察新型五孔PVDF共混改性纤维膜SEM形貌特征,测量改性膜的接触角和临界通量,1#(PVDF/PMMA/TPU)、2#(PVDF/PMMA/PVC)共混改性膜分别在次临界和超临界通量下进行过滤实验.结果表明:PVDF共混改性膜具有优良的微观结构,且1#共混膜性能较好;1#共混膜的接触角比2#共混膜小;1#、2#共混膜的临界通量分别为10和14L/(m2.h);1#共混膜比2#共混膜抗污染性能好;次临界通量下共混膜的运行比超临界通量下的稳定.两种共混膜分别在次临界通量下采用单独超滤和混凝+超滤工艺处理某市地表水,得出混凝+超滤工艺处理效果较好,且1#共混膜比2#共混膜处理效果好.     

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。     

粉末活性炭导入超滤系统去除水中天然有机物的性能研究

通过对比研究单独超滤系统和粉末活性炭导入超滤膜系统(PAC leading-in UF)发现,投加PAC后通量下降趋势有所减缓,但并不能显著地减缓膜污染并获得高通量,说明PAC吸附的溶解性小分子有机物不是造成膜污染的主要因素,而是在膜表面形成了"次级膜".试验中发现导入系统可显著提高对天然水中腐殖酸的去除效果,去除率可达到94%.此外在导入系统投加钙盐后可明显改善膜污染,达到有效控制膜通量的下降趋势的目的.     

超高分子量聚乙烯微孔膜的亲水改性研究(Ⅱ)改性UHMWPE微孔滤膜的性质及其过滤性能

研究了UHMWPE微孔膜接枝HEMA和MAA后的水蒸气吸附特性、蛋白质吸附性能及其膜的过滤性能随着接枝率的变化.结果表明,膜的接枝率增大时,其BSA蛋白质吸附量降低;在一定范围内时,膜的去离子水和蛋白质溶液通量随接枝率的增大而提高,但接枝率过大时,其通量有所下降;其BSA溶液通量恢复率研究表明,改性膜比未改性膜显示较大的通量恢复,清洗后其通量恢复率可达80%以上,改性膜具有较高的抗蛋白质污染能力.     

有机相纳滤分离过程中浓度、电荷、溶剂对溶质截留行为的影响

研究了浓度、电荷和溶剂对膜通量和溶质截留率的影响．结果表明,在有机相中,溶质的截留率随浓度的增加而增加,该结果与水相纳滤的规律相反,通量衰减系数的分析结果发现,浓差极化是导致该结果的原因之一．溶质所带电荷对水相中的溶质截留率影响显著,但对有机相中的截留率影响很小,有机相中纳滤膜分离的主要机理为筛分效应。溶剂的粘度和极性是影响膜通量的主要因素,对于疏水性纳滤膜MPF-50,通量随黏度的增加而降低,溶剂极性与通量关系不明显;对于亲水性纳滤膜MPF-44,通量随极性的降低而降低,而与黏度关系不明显．在纯有机溶剂中,大豆异黄酮D的截留率随溶剂极性的增加而升高．但在甲醇-水的混合溶液中,大豆异黄酮D的截留随溶剂极性的增加而降低．目前普遍认为对于同种纳滤膜,相同有机分子在有机相中的截留率低于水中的截留率,但本文的研究发现,对MPF-50膜,大豆异黄酮D在甲醇和丙酮中的截留率反而显著高于水中的截留率,对该现象的解释有待进一步研究．     

纳米SiO2的加入对PVDF/SiO2超滤膜结构和性能的影响

将普通纳米SiO2、疏水纳米SiO2、亲水纳米SiO2分别加入到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过相转化法制得PVDF/SiO2杂化超滤膜,重点探讨了SiO2加入量及上述三种类型纳米SiO2对PVDF杂化超滤膜水通量、截留率和抗污染性能的影响.结果表明:膜的孔隙率、平均孔径、水通量、截留率和抗污染性随SiO2含量增加而先增大后减少;SiO2含量为2%时,膜水通量由大至小为:普通纳米SiO2杂化膜、疏水纳米SiO2杂化膜、亲水纳米SiO2杂化膜,抗污染性由大至小为:亲水纳米SiO2杂化膜、普通纳米SiO2杂化膜、疏水纳米SiO2杂化膜.     

Neural network modeling and optimization of scheduling backwash for membrane bioreactor

Backwash scheduling for a membrane bioreactor was experimentally examined and theoretically modeled via neural networks. Flux was determined for different backwash and service time runs. Vacuum and backwashing streams pressure for different timing regimes were used to observe and monitor the fouling and a cake layer accumulated on the membrane surface causing a decline in the flux for the submerged membrane bioreactor. Experimental results were employed to develop an artificial neural network model (ANN) to predict the membrane flux as a function of the backwash and service times. Such modeling entails using a fairly large number of experimental data to reconcile model predictions with actual flux measurements in order to validate the ANN model. The ANN model was shown to be accurate in predicting the flux of the membrane and can be utilized to find optimum backwash scheduling strategy for such reactors.     

粉体辐射接枝丙烯酸的聚偏氟乙烯超滤膜的制备

采用粉体辐射接枝丙烯酸的聚偏氟乙烯(PVDF-g-PAA)为材料,以浸没沉淀相转化法制备PVDF-g-PAA超滤膜,研究了接枝后材料溶解性能的变化、以及溶剂种类、聚合物浓度、添加剂种类及浓度、凝胶浴温度制膜参数对PVDF-g-PAA膜结构及性能的影响.结果表明:辐射接枝丙烯酸后,聚合物的溶度参数增大,同时聚合物的极性也增强.在溶剂影响的考察中,以二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂制备的PVDF-g-PAA膜表面致密,透过通量小,对牛血清蛋白(BSA)截留率高;而以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂制备的PVDF-g-PAA膜表面孔径较大,透过通量最大,对BSA截留率迅速下降;聚合物浓度的增加使得PVDF-g-PAA膜结构更加致密,纯水通量降低,截留率增加;随着添加剂PEG400浓度的增加,PVDF-g-PAA膜透过通量增加,膜的皮层多孔性增加,厚度增加,大孔发生的起始点向膜内部迁移;在考察的温度区间内(12～23℃),随着凝胶浴温度的升高,PVDF-g-PAA膜通量变大,截留率降低.