PVDF/PVP改进超滤膜用于城市污水再生时的膜清洗方式与调控试验研究

对城市污水二级处理水经混凝沉淀、砂滤预处理后,利用自主制备改进的PVDF/PVP超滤膜和开发的全自动膜分离装置进行再生处理,考察了不同水力清洗操作条件和加药反洗对抑制膜污染的效果及相关参数,并与国内外应用广泛的超滤膜作了比较。结果表明,(1)改变水力清洗条件时,反洗流量的改变可以在很大程度上减缓PVDF/PVP改性膜的膜污染,当反洗流量由产水流量的1.5倍逐渐扩大到2倍时,以跨膜压差增长率所表示的膜污染速率由0.387(kPa.m2)/d减少到0.085(kPa.m2)/d,膜污染速率减少78%;(2)最佳水力清洗方式下跨膜压差增长程度控制在1.11～1.37 kPa左右时,采用次氯酸钠溶液加药反洗可以使跨膜压差完全恢复,最佳水力清洗方式为反洗时间80 s、流量640 L/h,快洗时间60 s、流量800 L/h,加药反洗周期为120个过滤周期;(3)PVDF/PVP改进膜水力清洗与加药反洗时,清洗压力与耗水量较低于国内外一些主要超滤膜产品的运行参数,表明具有抗污染强、恢复效果好和能耗低的优点     

甘油后处理对相转化法制备PVDF超滤膜性能的影响

本文采用相转化法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜,研究了后处理过程中不同甘油含量、浸泡时间及晾晒时间对PVDF超滤膜性能的影响。实验结果表明,后处理液中甘油含量为30%、十二烷基硫酸钠为0.3%时,晾干后的膜丝与初始膜丝相比,纯水通量及伸长率保持较好。在后处理液中的浸泡时间对PVDF超滤膜的结构及性能影响不大。经后处理后,晾晒时间越长膜丝的浸润性越差,晾晒20d后,通量衰减至初始通量的81.9%,伸长率基本不变。     

PVDF浸没式超滤膜市政污水再生处理运行研究

采用热致相分离(TIPS)法聚偏氟乙烯(PVDF)浸没式超滤膜,通过中试和工程项目应用考察了其在市政污水再生处理中的应用情况,研究了不同反洗条件和清洗条件对膜性能的影响,通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)等技术手段进行污染物分析。结果表明,增加曝气量和反洗流量可以有效延缓膜污染,在没有维护性清洗条件下,运行通量可稳定在43.7 L/(m~2·h),而增加2～3 d/次的维护性清洗(MW)后运行通量可提高到46.3 L/(m~2·h),均高于原系统(聚丙烯膜)的运行通量。产水水质稳定,浊度基本稳定在30～40 mNTU。可为浸没式超滤膜在市政污水深度处理的运行提供指导。     

MBR处理食品加工废水过程中亲水性PVDF膜性能研究

采用亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜制成膜组件,通过膜生物反应器(MBR)法处理食品加工废水,研究其处理废水性能,并探讨MBR反应器中膜的过滤及抗污染性能。结果表明,所采用的PVDF膜的孔径为0.22~0.30μm,新膜的水接触角在8 s左右由70°降至0°,0.1MPa下膜初始纯水通量为1 581L/(h·m2);在经过沉淀处理的污水进水的COD和浊度分别为400~800mg/L和90~110度、在HRT为10 h的条件下,MBR抽滤出水的COD和浊度分别为40~50mg/L和3~7度,膜组件在MBR反应器中不进行反冲、仅采用常规曝气冲刷-间隙抽滤的条件下运行30 d,膜在30kPa下的平衡过滤通量为30~40L/(h·m2),显示出良好的抗污性。     

复合PVDF膜材料性能及其MBR处理城市污水的研究

研究了1种异质编织管增强型复合聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料的主要性能及其MBR处理低碳氮比城市污水的表现,并与传统PVDF膜材料作了比较。结果表明,复合PVDF膜单根膜丝可承受最大拉力为87N、弹性模量为200 MPa,复合PVDF膜组件纯水通量(在20 kPa下)和临界通量分别为85 L/(m2·h)和49~60 L/(m2·h),均明显高于传统PVDF膜。因此复合PVDF膜能承受高曝气量的冲刷并在高通量条件下运行。在处理低碳氮比城市污水时,复合PVDF膜MBR与传统PVDF膜MBR的出水水质相当。运行期间,复合PVDF膜和传统PVDF膜TMP增长率分别为0.65和0.73kPa/d,表明复合PVDF膜抗污染性能优于传统PVDF膜。     

超滤膜技术处理滦河水系统参数优化中试研究

采用正交试验方法,对超滤膜处理滦河水系统运行参数进行优化,通过设计6因素3水平正交试验,对不同工况下膜系统ΔTMP进行分析,考察系统对浊度和有机物的去除效果。结果表明,不同运行参数对膜污染的影响由大至小排列为:膜通量>周期排空频率>过滤周期>反洗流量>反洗时间>气冲流量;膜系统参数的变化对膜出水水质的影响不显著。将正交试验与加权评分法相结合,综合考虑膜系统出水水质、稳定运行情况及产水率3方面判定因素,得出膜系统优化运行参数为:膜通量18 L/(m2.h),过滤周期90 min,5周期排空1次,反洗体积流量3.2 m3/h,反洗时间60 s,气冲体积流量4.8 m3/h。     

氧化石墨烯改性PVDF超滤膜制备及分离性能

用N-(三甲氧基硅丙基)乙二胺三乙酸钠(EDTS)对氧化石墨烯进行修饰,制备出亲水的EDTS-GO纳米复合物。然后通过共混的方式将EDTS-GO添加到PVDF中,制备出EDTS-GO改性PVDF超滤膜。接触角分析和红外光谱结果表明,在相转化过程中EDTS-GO转移至膜表面,PVDF膜表面的亲水性增强。系统考察了不同EDTS-GO添加量对膜性能的影响。膜性能测试表明,随着EDTS-GO添加量的增加,PVDF膜的纯水通量先增大然后降低,当添加量为0.5%时,纯水通量达到最大值,711.2 L·(m2·h)-1。此外,抗污染实验表明,EDTS-GO改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能。     

纳米TiO_2改性PVDF超滤膜的制备

采用溶液刮膜法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,利用TiO_2溶胶对PVDF超滤膜进行了改性。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪、拉力测定仪等对改性前后PVDF超滤膜进行了形貌、结构、亲水性能以及力学性能测试。结果表明,PVDF超滤膜的最佳配方:w(PVDF)为16%,聚乙烯吡咯烷酮与N,N-二甲基乙酰胺质量分数分别为2%,82%。纳米TiO_2能均匀分散在PVDF超滤膜中,显著提升了超滤膜的各项性能,改性PVDF超滤膜中,w(TiO_2)最佳为2%,膜的纯水通量达226.5 L/(m~2·h),牛血清蛋白截留率保持在89.3%,膜的牛血清蛋白污染率由38.5%降至6.7%,膜与水接触角由69.4°降至45.2°。     

PVDF超滤膜制备及在MBR处理洗涤废水中的应用

为验证实验室自制的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜在实际洗涤废水中的处理效果,通过非溶剂致相分离(NIPS)制备了具有孔径小、孔径分布窄、亲水性好的PVDF超滤膜,将膜片组装成膜组件,作为膜生物反应器(MBR)的一部分,进行洗涤废水的中试试验.在抽吸泵开8 min停2 min、风机连续曝气、曝气体积流量为8.6 m3/mi...     

二次刮膜法制备处理石化污水聚偏氟乙烯复合膜

研究了一次刮膜形成偶联层的涂覆液组成与刮膜厚度以及二次刮膜铸膜液的配方与成膜工艺,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对制备的膜组成及结构进行了表征。首先通过聚合物共混相容性实验筛选出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为支撑层聚酯无纺布与聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液之间的偶联层聚合物,确定一次刮膜涂覆液中PMMA的质量分数为12%,刮膜厚度为20μm;然后优化确定了二次刮膜铸膜液配方NMP/PVDF/PMMA/PVP质量比为74/16/4/6。经二次刮膜法制备的聚偏氟乙烯平板复合超滤膜机械强度高,抗反洗能力强,主体材料为PVDF,在0.1 MPa条件下纯水通量稳定在628.1 L/(h·m~2),接触角为53.7°,用于实际石化废水处理运行1个月膜平均产水通量约为68.3 L/(h·m~2),产水浊度基本稳定在0.2~0.6 NTU之间,膜表面污染物较少,抗污染能力强。     

亲水化改性PVDF超滤膜的抗污染特性研究

以不同通量的自制亲水化纳米SiO2改性PVDF超滤膜(PS)和聚乙烯醇改性PVDF超滤膜(PA),对城市污水二级出水(EfOM)和牛血清蛋白(BSA)水溶液进行了过滤试验,通过对比未添加改性剂的PVDF超滤膜,考察通量衰减率、膜污染阻力构成、通量恢复率等指标,分析水质与膜材料间的相互关系对超滤膜抗污染能力的影响.结果表明,在BSA料液中,3种通量下,低通量的膜抗污染能力好于高通量膜.20 min内PA膜表现出最低的膜通量衰减,而P膜在过滤初期通量就急剧下降.在EfOM料液中,各通量下,P膜通量衰减严重且产生了不可逆的堵孔阻力,亲水化改性后膜通量衰减率降低,稳态通量高,膜污染阻力主要来自于浓差极化和滤饼层阻力,其中PS膜通量下降率最低,而PA膜清洗后通量易恢复.     

氧化石墨烯改性PVDF超滤膜制备及分离性能

用N-（三甲氧基硅丙基）乙二胺三乙酸钠（EDTS）对氧化石墨烯进行修饰,制备出亲水的EDTS-GO纳米复合物。然后通过共混的方式将EDTS-GO添加到PVDF中,制备出EDTS-GO改性PVDF超滤膜。接触角分析和红外光谱结果表明,在相转化过程中EDTS-GO转移至膜表面,PVDF膜表面的亲水性增强。系统考察了不同EDTS-GO添加量对膜性能的影响。膜性能测试表明,随着EDTS-GO添加量的增加,PVDF膜的纯水通量先增大然后降低,当添加量为0.5%时,纯水通量达到最大值,711.2 L·（m²·h）^-1。此外,抗污染实验表明,EDTS-GO改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能。     

聚偏氟乙烯／蒙皂石超滤膜的制备及性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,无机层状材料蒙皂石(MMT)为添加剂,通过溶胶-凝胶相转化法研制成PVDF/MMT超滤膜.考察了MMT质量分数在0%~9%范围内对铸膜液黏度、膜孔隙率、孔径、水通量、PEG20000截留率等性能的影响,以及相图和DSC曲线的变化.实验结果表明,MMT的加入使铸膜液的黏度增加,铸膜液呈现非牛顿流体中的假塑性流体的特性;当MMT加入质量分数为7%时,PVDF/MMT超滤膜水通量可达94.32 L·m-2·h-1,对PEG20000的截留率达95.2%.MMT的添加对成膜过程也有影响,从相图分析,加入MMT改变了液–固双节点的位置,铸膜液对非溶剂的容纳能力降低;而从DSC测试曲线得知PVDF/MMT膜的结晶度低于PVDF膜.     

PVDF/PVA亲水化改性超滤膜的制备及表征

采用聚乙烯醇(PVA)对PVDF超滤膜进行亲水化改性,研究不同PVDF/PVA优化配比(wt/wt)对共混超滤膜结构和的性能影响。结果表明,当PVDF/PVA配比为8/2时,纯水通量最大,为1542.3 L/m2·h,截留率最小,为56.30%,平均孔径为67.75 nm,孔隙率为78.61%,膜的接触角为41.68°,此时超滤膜的性能最好,膜表面多孔。     

运行参数对浸没式超滤膜污染影响中试研究

采用混凝-气浮移动罩-超滤膜工艺处理太湖源水中试研究,考察了过滤周期、中间曝气时间、气水体积比、通量、排污时间对浸没式膜污染的影响。结果表明,在高温高藻期采用过滤周期1.5 h、中间曝气30 s、气水体积比4:1～5:1、通量30 L.m-.2h-1、排污时间25～30 s的工况能较好的减缓膜的污染。     

聚偏氟乙烯超滤膜的制备及工艺优化

采用浸没沉淀相转化法制备非对称聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,以纯水通量和截留率为指标,优化了 PVDF超滤膜制备条件。实验结果表明,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,搅拌温度 60 ℃,搅拌时间8 h,基底PVDF质量分数10%,PVP质量分数1.0%,优化条件下PVDF超滤膜水通量为224.11 L/(m²·h),截留率为 75%;孔隙致密、均匀,平均孔隙率为 68.5%,平均抗拉强度为 6.00 N/mm²。所获得的PVDF 超滤膜性能优良,有望用于制药行业中去除大分子物质。     

聚偏氟乙烯超滤膜仿生矿化增强及其抗压密性能的研究

通过仿生矿化技术在PVDF超滤膜表面和孔壁修饰无机ZrO₂矿化层来制备PVDF/ZrO₂矿化膜,考察矿化时间对膜的微观结构、机械强度和抗压密性能的影响。结果表明,ZrO₂矿化层均匀负载于膜表面和膜孔内壁,且随着矿化时间的增加矿化层逐渐增厚;无机ZrO₂矿化层可显著提高PVDF膜的结构刚性,矿化时间为60 min的PVDF/ZrO₂矿化膜的拉伸强度和硬度比纯PVDF膜分别提高了76%、79%,运行过程中因机械压密产生的通量衰减率则从纯PVDF膜的53%降低至32%,达到利用ZrO₂矿化层提高PVDF膜抗压密性能、抑制通量衰减的目的。同时,ZrO₂矿化层改善了PVDF膜的透水性能,PVDF/ZrO₂矿化膜的纯水通量和BSA截留率分别达到165.2 L/m²·h和91.4%。     

溶液结晶–聚合物扩散法PVDF/LiCl超滤膜制备及性能

为制备超高水通量聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,以溶液结晶–聚合物扩散(CCD)法为基础,无水氯化锂(LiCl)作为致孔剂和亲水改性剂,N,N–二甲基乙酰胺作为溶剂,采用共混法制备PVDF/LiCl超滤膜.通过扫描电子显微镜对PVDF/LiCl超滤膜的断面结构进行表征,分析证明超滤膜内部存在较好的联通结构,并且生成了大孔...     

高强度碳纳米管改性超滤膜制备

采用液-固相转化法,以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和N、N—二甲基乙酰胺(DMAc)为原料,通过改变碳纳米管的含量来制备高强度纳米改性超滤膜。研究发现,碳纳米管不但改善了PVDF超滤膜的膜通量,还增强了其抗拉伸性能,明显提高了其强度;当碳纳米管含量为0.3%时,膜的通量以及强度都达到了最佳性能。     

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。