往复旋转管式陶瓷膜超滤脱脂奶水溶液的研究

往复旋转管式陶瓷膜过滤系统通过膜组件往复旋转在膜表面反复产生高剪切率,达到减缓膜污染的效果。在相同操作条件下,与单向旋转过滤和死端过滤相比较,往复旋转过滤具有更好的减缓膜污染的作用。本实验利用往复旋转膜过滤装置超滤脱脂奶水溶液,考察了各种参数对该膜系统过滤特性的影响。实验结果表明,料液浓度增大,膜通量减小;过高的操作压差将会抑制膜通量增加;旋转速度增大,膜表面剪切强化作用增强,膜通量相应增大;膜稳态通量随往复旋转周期增大呈现先增大后减小的趋势。当料液速度达到膜组件转速时,瞬时反方向旋转膜组件,膜表面产生最大的剪切率,膜稳态通量也达到最大值。能耗分析表明,往复旋转过滤较单向旋转过滤单位通量能耗低。     

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.     

TiAl金属间化合物分离膜在TiCl_4工业分离中的应用

TiAl金属间化合物分离膜具有高过滤精度和长期稳定的过滤通量。使用TiAl金属间化合物分离膜的固液分离可以大大提高TiCl_4生产工业中的生产效率。反吹和反冲洗技术相结合,确保了长期密封和过滤过程,大大降低了劳动强度,避免了污染。本文对滤饼层中固体颗粒的清洗和再生进行了研究,结果表明,反向过滤可以显着提高TiAl膜的渗透通量,并且采用化学清洗效果最好。     

不锈钢微滤膜在5′-核苷酸生产过程中的应用

采用不锈钢微滤膜,对酶解RNA制备5′-核苷酸中杂蛋白的分离工艺进行了研究。考察了压力、温度对膜渗透通量、杂蛋白截留率以及透过液中杂蛋白含量等的影响,确定最佳工艺操作条件为：压力3．8kg·cm^-2、温度20℃,此时杂蛋白截留率达到66．7％、膜透过液中杂蛋白含量约为0．1mg·mL^-1。研究表明,滤饼层模型能较好地解释不锈钢膜的膜污染问题,通过考察膜渗透通量的恢复率,确定了最佳膜清洗方案,整个清洗过程只需要110min,操作简捷,膜渗透通量能完全恢复。     

膜生物反应器中膜污染机理的研究

在采用膜生物反应器（MBR）处理染料废水的过程中,通过对活性污泥进行终端过滤来反映膜污染机理,着重考察了膜过滤的形式、膜通量变化和膜污染的形成。污泥的终端过滤过程严格符合沉积过滤定律;膜通量随过滤时间呈指数衰减趋势,并在几分钟内就达到相对稳定值;扫描电镜照片也证实了膜污染主要是膜面沉积层引起的。     

陶瓷膜过滤收获微藻的效能与膜污染特征

考察了平板陶瓷膜在次临界通量条件下多周期过滤收获小球藻细胞的效能以及跨膜压差、阻力构成、不可逆污染组分等膜污染特征。结果表明,次临界通量条件下,采用孔径100 nm的陶瓷膜多周期过滤能够有效收获普通小球藻。84%~98%的进水藻细胞以滤饼层方式被截留,通过物理清洗膜表面能够获得高浓度藻液,浓缩因子高于34。3个过滤周期内膜污染均呈现先缓慢增加后急剧升高的两阶段变化趋势。随过滤周期增加,膜污染急剧升高阶段显著加速,其主要原因是小球藻细胞及其EOM形成的协同污染效应以及水力不可逆污染的逐渐累积。水力不可逆污染组分的有机物分子量特征是100~1 000 Da的低分子酸以及1~10 kDa的蛋白类有机物,其中多种芳香族类蛋白和可溶性微生物产物是主要组分。     

弹状流对陶瓷膜超滤葡聚糖水溶液的影响

为降低膜污染和浓差极化需维持较高膜面流速,能耗较高。将气升式外循环引入膜过程,可有效降低浓差极化和能耗。实验考察了曝气量对渗透通量的影响,当曝气量为400 L·h^-1时,与相同液速条件下单相流错流过滤相比较,膜通量提升87%;进一步增大曝气量,膜通量增加趋势变缓。对气升式膜过滤过程的水力学特性进行了研究,在弹状流条件下,气液两相流可有效提高膜面剪切力,增强膜面传质。在较低流速下,曝气可有效降低膜污染阻力,提高膜通量。结合气液两相流理论和膜过滤阻力模型,分析了弹状流提升膜通量的机理。     

阳极氧化铝膜过滤BSA溶液过程中的污染分析

采用阳极氧化铝膜过滤牛血清蛋白溶液,考察了孔径20、100、200 nm 3种膜的过滤通量随时间的变化关系,在相同的操作条件下孔径20 nm的膜具有较高的渗透通量(400 L/(m2.h))和较小的过滤阻力(8.3×1011/m)。还考察了蛋白质浓度、泵送时间及清洗对膜污染情况的影响。结果表明,在实验的范围和条件下,随蛋白质浓度的增大,膜污染加重,稳定通量增大;泵送时间增长,膜污染速度加快,通量增大;通过纯水清洗加超声清洗的方法去除可逆污染,清洗后膜与新膜过滤通量相当。     

膜材料结构特性对污水深度超滤过程的影响

考察了聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、醋酸纤维素(CA)、聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺(PA)等6种材质超滤膜的膜材料结构特性,分别以二级处理水为原水,研究了不同膜材料性质对污水深度超滤过程的影响.结果表明,在膜过滤过程中最初的通量衰减主要原因是表面污染而发生膜孔堵塞,造成膜孔密度下降,而过滤后期发生孔径窄化是其通量衰减的主要原因.膜的孔径分布越宽、孔形越规则越易发生膜孔堵塞污染,造成膜孔密度下降,其过滤初期通量衰减会越快;膜孔孔形越不规则越易发生膜孔内部污染,造成膜孔孔径窄化,在过滤末期通量衰减较快.     

动态膜微滤含污泥水及膜污染特征

以陶瓷管为载体,对高岭土动态膜微滤含污泥水性能及膜污染特征进行了较为详细的研究. 考察了错流速度、跨膜压差及污泥浓度对滤出液通量及水质的影响,结果表明,提高错流速度和增大跨膜压差均使滤液通量增加,但错流速度超过2.0 m/s易引起动态膜脱落;污泥浓度增加,则滤液通量明显降低;过滤进行约30 min后,出水浊度基本为0;60 min后,化学需氧量的去除率基本保持在50%以上. 动态膜层及其截留的污染物阻力占总过滤阻力的90%以上. 对膜面特征污染物成分分析表明,P, Ca为膜面主要污染元素,分别占23.77%和20.60%(w);对陶瓷膜孔中不可逆污染物的化学洗脱液分析表明,膜中总有机碳近4370 mg/m2,Ca, Mg是主要无机污染元素,分别约1240和886 mg/m2. 先后用0.2 mol/L的NaOH水溶液和0.1 mol/L的HCl水溶液清洗膜中不可逆污染物,可使基膜通量恢复至新膜的85%.     

陶瓷膜处理乳化悬浮液过程中的膜清洗工艺

对陶瓷膜处理乳化悬浮液过程中膜清洗工艺进行了研究。考察了清洗工艺如动态清洗、温度、清洗剂浓度、操作方式等对膜层清洗效果的影响,确定了适宜的清洗工艺参数。研究结果表明:用透过液或低浓度料液在常温下对污染膜进行清洗后,可使膜通量恢复达初始通量的96%以上;停止工作后的膜后处理工艺中,清洗剂浓度对清洗效果的影响不大,但应将清洗剂在高速流动状态下来清洗油污较为适宜。     

正渗透处理二级出水过程中微生物对膜污染的影响研究

为了确定微生物对正渗透膜污染的影响,分别以UV消毒前后的二级出水为原料液考察了正渗透分离过程中微生物的存在对膜通量及污染物截留性能的影响。结果表明,二级出水经消毒处理后,膜通量的下降幅度明显减少;对原料液进行消毒处理不会显著影响磷酸盐、硝酸盐及TOC的截留率,但可使氨氮的总截留率降低10.9%;原料液经消毒处理后,所有污染物在膜表面的累积率均明显下降。污染后的膜经高压水枪冲洗后,两系统的膜通量均可以恢复到初始膜通量的84%。说明微生物的存在会加重膜污染的程度,同时微生物所造成的膜污染主要是疏松的滤饼层污染。     

膜结构和DOM相对分子质量分布对城市二级出水超滤过程的影响

考察了膜孔径、膜孔隙率以及水中溶解性有机物( DOM)相对分子质量分布对二级出水超滤膜过程的影响.结果表明,膜孔孔径对膜污染特性有一定影响,孔径越大,则膜纯水通量越大,单位时间在膜表面和膜孔内形成污染的有机物也越多,膜污染也越严重,导致通量衰减幅度较大;对于膜孔径相近的膜来说,孔隙率大意味着水通量大,过滤过程对膜产生的...     

气液两相流对中空纤维膜错流过滤过程的影响

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行错流过滤试验,以中空纤维膜组件的膜通量、浑浊度以及高锰酸盐指数(CODMn)的截留率为考察指标,通过在过滤时添加曝气形成气液两相流,研究在气液两相流条件下曝气量、进水流量、跨膜压差等参数对中空纤维膜错流过滤过程的影响.试验结果表明:在一定范围内,膜通量随着曝气量增大而增大,曝气量...     

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。     

聚偏氟乙烯微滤膜性能及结构

研究了亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的结构、过滤性能、亲水性和清水反冲洗效果。膜结构由SEM照片和泡点-流速法测定的膜孔径分布表征,通过过滤双蒸水和BSA缓冲液来表征膜的通量、过滤衰减和清洗恢复性能,并对BSA液过滤前后膜结构进行了对比分析,膜亲水性由水接触角表征。试验结果表明,膜孔径分布范围在0.22～0.27μm之间;初始静态水接触角为61.5°,水滴在80 s内渗入膜中;膜初始水通量为1 651.0 L.m-2.h-1,过滤浓度1 g.L-1pH=7.0的BSA液时膜通量随着过滤时间的延长而不断减小,最后达到一稳定的平衡通量229.3 L.m-2.h-1;平均过滤阻力构成分别为:Rp占70.0%,Rm占19.5%,Ri占7.3%,Re占3.1%;污染膜可通过清水反冲洗来恢复,4次循环后膜通量可恢复至1 008.9 L.m-2.h-1,膜通量恢复率达到61.1%。     

陶瓷膜过滤收获微藻的效能与膜污染特征

考察了平板陶瓷膜在次临界通量条件下多周期过滤收获小球藻细胞的效能以及跨膜压差、阻力构成、不可逆污染组分等膜污染特征。结果表明,次临界通量条件下,采用孔径100 nm的陶瓷膜多周期过滤能够有效收获普通小球藻。84%⁹8%的进水藻细胞以滤饼层方式被截留,通过物理清洗膜表面能够获得高浓度藻液,浓缩因子高于34。3个过滤周期内膜污染均呈现先缓慢增加后急剧升高的两阶段变化趋势。随过滤周期增加,膜污染急剧升高阶段显著加速,其主要原因是小球藻细胞及其EOM形成的协同污染效应以及水力不可逆污染的逐渐累积。水力不可逆污染组分的有机物分子量特征是10098%的进水藻细胞以滤饼层方式被截留,通过物理清洗膜表面能够获得高浓度藻液,浓缩因子高于34。3个过滤周期内膜污染均呈现先缓慢增加后急剧升高的两阶段变化趋势。随过滤周期增加,膜污染急剧升高阶段显著加速,其主要原因是小球藻细胞及其EOM形成的协同污染效应以及水力不可逆污染的逐渐累积。水力不可逆污染组分的有机物分子量特征是100¹ 000 Da的低分子酸以及11 000 Da的低分子酸以及1¹0 kDa的蛋白类有机物,其中多种芳香族类蛋白和可溶性微生物产物是主要组分。     

陶瓷膜处理分子筛废液工艺条件的研究

考察了陶瓷膜回收分子筛废液中操作条件对膜通量和膜稳定通量的影响,确定了合适的操作条件：在室温下,操作压力为0．15MPa、错流流速为1．8m／s、料液浓缩倍数为2。同时考察了操作方式对膜通量的影响,认为在恒浓度条件下适时地改变膜组件的进、出口方向对保持膜通量稳定,延缓膜污染起到重要的作用。     

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。     

陶瓷膜构型对错流微滤酵母悬浮液性能的影响

采用3种构型的陶瓷微滤膜元件对酵母悬浮液进行错流过滤实验,考察陶瓷膜元件的构型对于其错流过滤性能的影响。结果表明:减小陶瓷膜元件的通道直径可以提高料液在膜表面的剪切力,有助于提高过滤稳定通量和临界压力,在3 m/s膜面流速、0.1 MPa跨膜压差条件下,单管、19通道、55通道的稳定通量分别为96、128、196 L/(m2.h);在3 m/s膜面流速条件下,3种陶瓷膜元件的临界压力分别约为0.15、0.2、0.2 MPa。另外,减小通道直径还可以减小滤饼层的比阻,有利于降低过滤阻力;与提高膜面流速来增大过滤通量的方法相比,减小陶瓷膜的通道直径具有能耗较小的优点。