不同预处理方法对无机陶瓷膜精制甘草水提液膜过程的影响研究

探讨不同预处理方法对无机陶瓷膜精制甘草水提液膜分离过程的影响。以甘草水提液为实验体系,采取调节pH值、絮凝、离心和粗滤作为预处理方法,考察0.2μm Al2O3无机陶瓷膜微滤经预处理后的甘草水提液时的膜通量、膜污染度、膜阻力分布、指标性成分甘草酸的保留率。表明pH7时膜稳定通量较大;粗滤、离心和调节pH7时甘草酸的保留率较高,壳聚糖絮凝时甘草酸的保留率最低。不同的预处理方法对甘草的膜精制过程具有不同的影响,高速离心和调节pH值是甘草水提液膜分离工艺中较好的两种预处理方法。     

用DOC评价中药水提液中可溶有机物的相对分子质量分布特征研究

研究了生地等 6种药材水提液和清络通痹复方水提液中可溶性有机物相对分子质量分布的特点及与Al2 O3 陶瓷膜稳定通量的相关性。结果发现 :① 7种水提液中可溶性有机物在截留相对分子质量 <0 .4万区域内占有最大的比例 ,清络通痹复方水提液甚至达到 91.2 % ;而在截留相对分子质量 >14万的区域内 ,可溶性有机物所占比例很小。②膜稳定通量接近的体系 ,则其相对分子质量分布轮廓近似。     

4nm孔径陶瓷膜去除水中钙离子研究

采用孔径为4 nm的陶瓷膜去除水中的Ca2+,考察了不同Ca2+含量、跨膜压差、溶液pH和温度对陶瓷膜渗透通量和Ca2+截留率随时间的变化情况。结果表明,溶液中的Ca2+含量越低,膜渗透通量越高,Ca2+截留率也越高;跨膜压差升高,膜渗透通量增大,Ca2+截留率降低;降低溶液pH及升高温度能够提高膜渗透通量及对Ca2+的截留率。对Ca2+的质量浓度为10 mg/L的水溶液,在TMP为0.1 MPa、溶液pH为3、温度为50℃时、孔径为4 nm陶瓷膜渗透通量稳定在80 L/(m2.h),Ca2+截留率为85%左右。研究结果可为金属离子微污染水的净化提供方法。     

单通道陶瓷膜管低压透水性能实验分析

无机陶瓷膜作为多孔介质具有分离效率高、耐酸、耐碱等优点,被视为在海水淡化、废水处理、气体分离等领域的研究热点。采用Al₂O₃管式单通道陶瓷膜材料构建膜组件,以燃煤电厂自来水、烟气冷凝水、脱硫废水三种不同水质为例,开展低跨膜压差下的膜组件透水性能实验,研究了膜参数、跨膜压差及水体温度等因素对渗透通量、渗透水质的影响,并对引发膜污染的机理过程进行了探讨分析。实验结果表明：陶瓷膜管的结构参数是关键因素,如孔隙率、孔径及厚度等;低跨膜压差下的渗透通量随压力增大呈线性提高,并未发现浓差极化现象,水体温度变化通过改变黏度进而影响渗透通量,同时水质较差时会导致渗透通量降低;陶瓷膜管的孔径是影响渗透水质的核心要素,微滤与纳滤膜对改善悬浮物含量、浊度及色度效果明显,不同孔径对盐度、电导率影响不同;从SEM图可以看出,污染物在膜表面或膜内部发生的沉积、架桥等现象导致严重的膜污染。充分认识影响陶瓷膜管渗透特性的关键因素及污染物的作用机理,对提高无机陶瓷膜的应用前景具有重要意义。     

无机陶瓷膜微滤分离凹凸棒土悬浆液

以凹凸棒土悬浆液为研究对象,考察多通道无机陶瓷膜对黏土类矿物的微滤分离过程。系统地考察了无机膜孔径、操作压力、操作温度、错流速度、悬浆液质量浓度及溶液pH值等参数对微滤过程的影响。研究结果表明:微滤渗透通量随操作压力、操作温度、错流速度及悬浆液质量浓度的增加而增大,且随着溶液pH值的变化通量存在最大值。确定了适宜操作条件为:膜孔径0.8μm,操作压力0.10—0.15 MPa,操作温度298—303 K,膜面流速1.0 m/s,悬浆液质量浓度1.0 g/L,pH值2。通过对膜阻力的分析,确定了微滤分离过程中膜污染阻力大小顺序依次为Rm>Rb>Rc。研究结果为凹凸棒土悬浆液的分离与回收提供了有效的基础数据。     

渗透模式影响纳米涂层修饰陶瓷微滤膜分离性能的研究

研究了膜分离技术处理含油废水存在因油滴变形引起的膜堵塞问题。为减少膜污染,使用在市场上销售氧化铝微滤膜孔道表面制备纳米ZrO2涂层,利用纳米涂层改变微滤膜的表面亲水憎油性,具有良好的效果。考虑其工业应用条件,重点研究了循环模式（模拟大量废水处理）和浓缩模式（模拟少量废水处理）对膜渗透通量的影响。结果表明：循环模式下料液的油浓度为恒定的,纳米涂层能有效提高微滤膜的渗透通量。膜面流速的增加在一定程度上能提高膜渗透通量,但超过一定程度后,增加不明显。当膜面流速为7m／s时,修饰陶瓷膜的最大渗透通量为280L／（m^2·h）,油截留率为96．4％。在浓缩模式下,料液的油浓度随渗透液的排出呈指数性增加,随着油浓度的增加,渗透通量持续衰减,油截留率持续上升。当油浓度达到一定程度后,修饰陶瓷微滤膜不能有效地实现稳定含油废水的油水分离。     

渗透模式影响纳米涂层修饰陶瓷微滤膜分离性能的研究

研究了膜分离技术处理含油废水存在因油滴变形引起的膜堵塞问题.为减少膜污染,使用在市场上销售氧化铝微滤膜孔道表面制备纳米ZrO2涂层,利用纳米涂层改变微滤膜的表面亲水憎油性,具有良好的效果.考虑其工业应用条件,重点研究了循环模式(模拟大量废水处理)和浓缩模式(模拟少量废水处理)对膜渗透通量的影响.结果表明:循环模式下料液的油浓度为恒定的,纳米涂层能有效提高微滤膜的渗透通量.膜面流速的增加在一定程度上能提高膜渗透通量,但超过一定程度后,增加不明显.当膜面流速为7 m/s时,修饰陶瓷膜的最大渗透通量为280 L/(m2·h),油截留率为96.4％.在浓缩模式下,料液的油浓度随渗透液的排出呈指数性增加,随着油浓度的增加,渗透通量持续衰减,油截留率持续上升.当油浓度达到一定程度后,修饰陶瓷微滤膜不能有效地实现稳定含油废水的油水分离.     

陶瓷膜超滤薏苡仁混合油脱胶

研究了陶瓷膜在薏苡仁混合油脱胶中的应用。研究了不同截留相对分子质量陶瓷膜的脱胶效果以及过膜压力、料液温度和运行时间对膜通量的影响,并对陶瓷膜清洗工艺进行探索。选择截留相对分子质量15 000的超滤膜,在50 ℃和0.5 MPa下能够去除混合油中90%磷脂。用碱洗和次氯酸钠清洗能够彻底去除膜污染,恢复膜通量。     

炭膜处理印染废水的影响因素

用不同孔径的酚醛树脂基管状微滤炭膜,对两种模拟染料废水溶液进行处理,考察了膜孔径、原料液浓度、测试压力和测试时间对截留率和膜通量的影响。实验结果表明,微滤炭膜对模拟染料废水有较好的处理效果,截留率和膜通量受膜孔径及操作条件的影响。     

陶瓷膜净水技术试验研究

试验利用无机陶瓷膜的截留作用来处理南方某水厂的待滤水,研究了陶瓷膜净水的主要影响因素及变化规律,提出了用陶瓷膜净水工艺替代传统的过滤工艺的水处理系统。考查了不同操作条件对膜通量的影响、陶瓷膜对浊度的去除以及陶瓷膜工艺对水中的溶解性有机污染物的去除效果。试验表明陶瓷膜具有良好的过滤性能。     

陶瓷微滤膜澄清中药提取液的研究

本文对无机陶瓷膜错流过滤澄清中的中药提取液进行研究,考察了澄清效果,研究了操作压差,流速等条件对膜通量的影响,对污染机理进行了初步分析;采用多各清洗剂交替清洗使膜通量得到很好的恢复,研究表明,采用陶瓷微滤膜进行了中药提取液的澄清是一极有前途的新技术。     

聚丙烯腈/聚砜共混膜的制备及其结构表征

采用粘度法和红外光谱法研究聚丙烯腈(PAN)/聚砜(PS)的相容性,研究聚合物组成,共混物浓度,添加剂,凝胶浴等对PAN/PS共混膜的水通量和截留率的影响.采用扫描电镜分析PAN/PS共混膜的显微结构.结果表明:PAN/PS共混膜与PAN膜具有相似的化学稳定性,但较PAN膜具有更好的分离和透过特性.     

天然有机物对国产纳滤膜的污染及清洗效果研究

为考察水体中天然有机物(NOM)对纳滤膜性能产生的影响,以腐殖酸(HA)、牛血清蛋白(BSA)和海藻酸钠(SA)分别模拟水中常见NOM,腐殖质、蛋白质和多糖,对国产NF-1812纳滤膜进行单组分及其混合物定性定量有机污染及清洗实验。结果表明,有机污染造成膜通量下降,膜污染程度为SA>HA>BSA;NOM截留率可稳定在99.2%~99.6%;膜污染阻力主要为浓差极化阻力,其次是凝胶层阻力和内部污染阻力,有机污染液综合黏度和综合含量越大,浓差极化阻力的比例越高;对多组分有机污染膜进行错流速度9 cm/s的物理水力清洗和pH=10.0的质量分数分别为0.1%的NaOH+0.025%Na-SDS化学药剂清洗,膜通量、NOM截留率、苦咸水截留率、SEM成像均恢复至原膜状态,纳滤膜清洗效果良好,适用于中国西北苦咸水地区。     

前驱物裂解法低温制备碳化硅陶瓷膜

将碳化硅(SiC)粉体和一定量聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)、蒸馏水、聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)、聚丙烯酸(polypropylene acid,PAA)混合球磨以制备水性SiC浆料并测定了SiC粒子的动电位及粘度;将浆料均匀涂在SiC支撑体上,在1100℃真空条件下烧成,制备了SiC陶瓷膜并测定陶瓷膜的孔径分布及纯水通量及观察其形貌.研究结果表明:涂膜所用的浆料在pH值为11左右时,SiC粒子动电位最大达到-40 mV,浆料表观粘度最小为20 mPa·s,制备的陶瓷膜孔径大小集中在1μm左右,纯水通量达40 m3/(m2·h).     

PVDF树脂的物性对中空纤维膜性能的影响

采用了不同特性粘度的PVDF树脂,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了相应的PVDF中空纤维膜。通过力学性能、纯水通量、牛血清白蛋白(BSA)截留率等性能测试发现,不同特性粘度的PVDF树脂制备的中空纤维膜的性能差异较大。随着PVDF特性粘度的增加,PVDF中空纤维膜的拉伸强度及断裂伸长率逐渐增加,纯水通量逐渐降低,BSA截留率先降低后增加。通过扫描电镜(SEM)进一步发现,随着PVDF特性粘度的增加,PVDF树脂制备的中空纤维膜,其海绵层上的孔状结构逐渐减少且变小。     

聚乙烯吡咯烷酮对聚醚砜膜结构和性能的影响

以聚醚砜为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用相转化法制备了聚醚砜超滤膜。通过制膜液粘度、膜的孔隙率、表面接触角、机械性能以及对牛血清蛋白分离性能的测试和扫描电镜（SEM）对膜孔结构的观察,研究了PVP的添加量对聚醚砜制膜液粘度及其膜结构和性能的影响。结果表明,PVP的添加提高了膜的亲水性和制膜液的粘度,但膜的抗拉强度有所降低;膜的水通量随着PVP含量的增加先升高后降低,在5%时最大水通量是508.33L/（m^2·h）,而此时牛蛋白截留率最小为66.27%;SEM观察的结果是膜的断面上部形成指状孔结构,下部形成海绵状孔结构,当PVP含量为5%时膜有斜指状孔结构,且指状孔也逐渐延伸到膜的底部,其壁为稀疏的海绵状孔结构。     

温度对正向渗透的影响机制与数值模拟

正向渗透(FO)是一种以溶液自身渗透压作为推动力的膜分离技术。温度对溶液、膜的性质以及溶液与膜之间的相互作用有很大影响,进而影响FO的水通量。利用数值模拟与试验研究了温度对FO性能的影响。结果表明,当膜两侧等温时,FO水通量随着温度的升高而增大;当膜两侧不等温时,原液(FS)一侧温度的影响比提取液(DS)一侧更大,主要是因为温度升高降低了溶液黏度,强化了过膜扩散过程,而温度对DS渗透压的影响不明显。在不同温度条件下,FO水通量和热通量随流量的增大而增大,主要是由于流速的增大压缩膜表面的流体边界层,强化了传质和传热过程。     

EAA及致孔剂PEG400改性PVDF膜的结构及其渗透性能

为了调控聚偏氟乙烯(PVDF)膜的孔状结构和性能,以EAA(聚乙烯丙烯酸)作为添加剂,以PEG400作为致孔剂,通过浸入沉淀相转换法制备了一系列PVDF/EAA复合超滤膜,通过扫描电镜、红外、水接触角、黏度表征、孔隙率、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率、通量恢复率和污染率等测试手段,研究了不同的EAA含量和不同的致孔剂PEG400含量对复合膜性能的影响。结果表明,EAA的添加改善了膜表面的亲水性,致孔剂PEG400的加入提高了铸膜液和凝固浴之间的亲和性,加快了成膜速度,从而在膜表面形成更多的孔洞,其中E-3膜的纯水通量和BSA截留率分别达到了271.57 L.m_?2^.h_?1^和64.83%,相对于纯PVDF膜分别提高了约486.29%和116.10%;通量恢复率和总污染率分别为75.97%和46.51%,相对于纯PVDF膜分别提升了19.37%和降低了26.92%。而P-3膜的孔隙率为53.33%,平均孔径为4.55 nm,相对于未加致孔剂的P-0膜的孔隙率和平均孔径分别提高了约33.33%和88.02%;因此,本研究中提到EAA作为添加剂,及 PEG400作为致孔剂的方法可以显著改善PVDF膜结构和渗透性能。     

聚间苯二甲酰间苯二胺平板膜的制备及其性能研究

以聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）为制膜原料,氯化锂（LiCl）、聚乙二醇（PEG-400）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂,通过非溶剂诱导相转化法制备了PMIA平板膜,系统考察了聚合物浓度、添加剂种类和含量对PMIA膜结构和性能的影响。结果表明,聚合物浓度和LiCl含量增加,铸膜液黏度增大,导致膜孔径减小,纯水通量降低。而PEG含量的增加,使得聚合物链呈现舒展状态,膜孔径增大,纯水通量升高,亲水性增强。随着PVP含量的增加,膜的纯水通量先升高后降低,膜的亲水性变差。当PMIA的质量分数为9%,LiCl的质量分数为2.8%,PVP的质量分数为1.2%时,膜的纯水通量高达1421.55 L·m^-2·h^-1·bar^-1,对牛血清蛋白（BSA）的截留率为80%,展现出较高的渗透性,为制备高性能膜材料提供了新的思路。