不同中空纤维膜组件对甲烷和氧气无泡曝气过程的影响

为探索无泡膜曝气用于甲烷高效、安全生物转化的可能性,测试了3种中空纤维膜组件对甲烷和氧气传质速率的影响.所测膜组件分别为致密硅胶中空纤维膜(A)、疏水性微孔聚丙烯中空纤维膜(B)及亲水性微孔聚醚砜中空纤维膜(C).结果表明,膜组件A和B可以同时强化甲烷和氧气的气液传质过程,对甲烷进行无泡曝气,两者的体积甲烷传质系数(KLa)相近,分别为3.19和3.78h·1,约为传统鼓泡曝气的3倍.对空气进行无泡曝气时,膜组件B的KLa值(溶氧)为61.1h·1,是A的2.6倍,是传统鼓泡曝气的24.8倍.     

膜曝气-吸收耦合式海水烟气脱硫过程

利用聚丙烯中空纤维双层曝气式膜接触器,对膜曝气-膜吸收耦合式海水烟气脱硫过程开展实验研究,考察了烟气流量、海水流量、海水pH以及曝气量等因素对烟气脱硫参数的影响。结果表明,曝气式膜吸收过程具有更高的脱硫效率和传质性能,相较于非曝气过程,SO₂吸收率可提高12.4%。提高烟气流量,使SO₂吸收率降低,总传质系数先增大再减小;提高吸收剂流量、pH和曝气量,SO₂吸收率和总传质系数均会提高,海水pH较高条件下加入曝气更能有效加强吸收效果;烟气中SO₂的吸收通量均随海水pH和曝气量的增加而增加。扫描电镜及接触角测量显示在使用一个月后的膜丝仍具有较高的疏水性能和使用性能。     

中空纤维膜无泡曝气试验

对中空纤维膜无泡曝气进行了试验研究,考察了中空纤维膜的高效曝气性能,探讨了水力条件与无泡曝气泡点的关系,以及水力条件和曝气压强对曝气效果的影响。试验表明,无泡曝气泡点的大小与循环流量的大小呈负相关关系;给出了在曝气压强为0.025 MPa时雷诺数对舍伍德数的影响的估计公式;在泡点以下,液相流速一定时,氧的传质系数随曝气压强的增大而增大。     

PVDF-pDOPA复合膜应用于MBfR稳定性研究

针对膜生物膜反应器(MBf R)中研究中疏水性微孔膜存在的生物亲和性差,氧传质能力不足等问题,采用自聚合法以左旋多巴为单体对自制疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行表面改性,制备适用于MBf R技术的新型疏水性中空纤维复合膜(PVDF-pDOPA复合膜),结果表明,复合膜氧总转移系数KLa由0.95×10~(-2) min~(-1)提升到1.61×10~(-2)min~(-1),接触角由75°下降到42°,复合膜的氧传质性能、亲水性能得到显著改善。复合膜经超声后仍然具有很好的亲水特性;分别超声10、20和30 min时,极限气体通量是原膜的约2倍;KLa分别衰减了4.89%、9.76%和12.20%,但KLa仍为原膜的1.64、1.55、1.51倍,其氧传质性能仍优于原膜,表明PVDF-pDOPA复合膜具有良好的稳定性。     

中空纤维膜气体溶剂的吸收分离过程

测定了不同条件下聚丙烯疏水性中空纤维膜组件中ＣＯ２－ＮａＯＨ体系气体溶剂吸收过程的总传质系数．建立了溶剂吸收过程总传质系数的计算模型．以此模型为基础,结合实验结果对气体溶剂吸收过程进行了分析,提出了提高总传质系数的有效方法．     

疏水性聚丙烯中空纤维膜中n-甲酰吗啉膜吸收含苯废气过程模拟

以疏水性聚丙烯中空纤维膜为气液膜接触器,n-甲酰吗啉水溶液为吸收剂,研究了膜气体吸收工艺分离C6H6/N2的传质过程. 在非润湿条件下,建立了膜气体吸收C6H6传质微分模型,模拟了C6H6在疏水性聚丙烯中空纤维膜管程及膜孔内的传质过程,并对C6H6的吸收速率进行预测. 结果表明,在实验条件下,膜气体吸收C6H6的速率为(0.89~6.13)′10-2 mg/(m2×s),微分模型对吸收速率预测的平均误差为1.9%,能准确描述中空纤维膜吸收C6H6的过程.     

中空纤维膜无泡充氧特性研究

使用材质为聚四氟乙烯(PTFE)和聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)的两种中空纤维膜组件进行无泡充氧特性研究，分析回流量、进气压力和温度等因素对氧传质系数、氧传质速率(OTR)的影响。结果表明：当操作模式为错流，回流量为100 L/h，温度为34℃，进气压力为2、3 k Pa时，PTFE中空纤维膜的氧传质系数分别为0.302 4、0.388 9 h^-1,OTR分别为0.107、0.133 g/(m²·h),PMP中空纤维膜组件的氧传质系数分别为0.248 2、0.302 4 h^-1,OTR分别为0.085、0.102 g/(m²·h)，两种膜组件的氧传质系数和OTR都随着进气压力的增大而增大；当进气压力为3 k Pa时，在回流量为25～100 L/h、温度为4～34℃范围内，随着回流量和温度的增大，氧传质系数与OTR均增大；实验选用的PTFE和PMP两种中空纤维膜组件无泡充氧性能，均明显优于传统微孔曝气方式，可为新型曝气方式的开发提供参考。     

静态螺旋切割强化臭氧液相传质研究

为解决臭氧在水中的溶解度低、应用受到限制的问题,开发了一种新型的变螺距的静态螺旋切割器,考察了臭氧气体流量、液体流量以及变螺距系数对强化传质效果的影响,并与常规曝气、循环气液喷射混合接触方式下的传质进行了对比。结果表明,在相同的时间内,液相O_3含量随着气液流量的增加而增加,变螺距系数m对于强化效果也有一定影响,采用螺距均匀变化的腔芯结构有助于臭氧在水中的溶解。采用新型螺旋切割器通气10 min后液相O_3的质量浓度可达16.2 mg/L,传质系数高达0.400 min~(-1),是相同条件下常规曝气和循环气液喷射混合方式的9.5和7.0倍。采用变螺距螺旋切割装置强化臭氧在水中的传质,能够显著提高传质速率和传质效率。     

陶瓷膜曝气强化臭氧传质研究

为了探究陶瓷膜曝气对臭氧气液传质的影响,对三种陶瓷膜进行了性能的表征与评价,并从陶瓷膜孔径、臭氧投加量、进气流量、温度、pH等方面对液相臭氧浓度和表观传质系数进行了考察。结果表明：1号陶瓷膜传质效果最好,其液相臭氧平衡浓度和表观体积传质系数（K_La）分别为微孔曝气的3倍和2.1倍。最佳的液相平衡臭氧浓度（10.20 mg/L）和K_La(0.519 2 min^-1)在1号陶瓷膜、臭氧投加量为43.92 mg/L、温度20℃、进气流量400 L/h,pH为7条件下取得。     

中空纤维膜组件分离酸性气体

研究了气体膜分离与溶剂吸收相结合的分离技术.以NaOH水溶液为吸收剂,在中空纤维膜组件中实现二氧化硫气体的选择性吸收.研究了在三种不同结构的疏水性聚丙烯中空纤维膜组件中,吸收剂浓度、液速、气速、气液两相在膜组件内的流程、膜结构等对分离过程的影响;根据膜结构的实际参数确定了多孔膜的曲率因子,总传质系数的计算值与实验值相符.     

膜鼓气/吸收法连续脱溴过程

以开发节能高效的新型提溴工艺为目的,设计了以中空纤维疏水膜作为布气装置的膜鼓气/吸收( MA-B/A)法连续脱溴过程.压缩空气经过布气装置(U型PVDF中空纤维疏水膜组件)以微小气泡的形式分别进入串联的各级鼓气膜组件,与料液(模拟海水)形成对流传质,实现溴素的连续脱除.考察了鼓气膜组件级数、组件装填密度、料液流量、鼓气...     

Continues bromine absorption with membrane air-blowing/absorption

以开发节能高效的新型提溴工艺为目的,设计了以中空纤维疏水膜作为布气装置的膜鼓气/吸收（MA-B/A）法连续吸收过程。压缩空气经过布气装置以微小气泡的形式分别进入串联的各级鼓气膜组件,与料液形成对流传质。空气流夹带料液中Br2所形成的空气/溴气混合气透过PVDF疏水膜组件的膜孔与吸收液反应,生成溴的化合物,实现对溴的连续吸收。考察了吸收池液位高度、吸收液流量、浓度、pH、温度、吸收段膜壁厚与组件结构等参数对膜吸收过程性能的影响。实验得到了MA-B/A法连续吸收过程的最佳参数条件。当膜丝厚度为0.15 mm,组件为海藻型,吸收池液位高度为1.5 m,流量为0.5 L?h-1,浓度为0.10 mol?L-1,pH为6~7,温度为70 ℃时,溴的脱除率为82.0%,回收率为76.3%,吸收率高达93.1%。     

膜鼓气/吸收法提溴连续吸收过程

以开发节能高效的新型提溴工艺为目的,设计了以中空纤维疏水膜作为布气装置的膜鼓气/吸收（MA-B/A）法连续吸收过程。压缩空气经过布气装置以微小气泡的形式分别进入串联的各级鼓气膜组件,与料液形成对流传质。空气流夹带料液中Br2所形成的空气/溴气混合气透过PVDF疏水膜组件的膜孔与吸收液反应,生成溴的化合物,实现对溴的连续吸收。考察了吸收池液位高度、吸收液流量、浓度、pH、温度、吸收段膜壁厚与组件结构等参数对膜吸收过程性能的影响。实验得到了MA-B/A法连续吸收过程的最佳参数条件。当膜丝厚度为0.15 mm,组件为海藻型,吸收池液位高度为1.5 m,流量为0.5 L?h-1,浓度为0.10 mol?L-1,pH为6~7,温度为70 ℃时,溴的脱除率为82.0%,回收率为76.3%,吸收率高达93.1%。     

利用中空纤维膜无泡供氧

采用中空纤维膜无泡供氧可以极大的提高氧的传递效率,是一种极具发展潜力的新技术。作者初步研究了水力条件,气体压力等对中空纤维膜充氧能力的影响并将其与普通曝气头充氧进行了对比实验。     

Investigation of an Ozone Membrane Contactor System

Ozone mass transfer rates were determined for nine expanded porous Teflon membranes that had different pore size, thickness, and pore volume, a nonporous Teflon membrane, and a PVDF membrane. The mass transfer coefficient was 7.6 ± 0.5 × 10^?5 m/s at Re of 2000 for all membranes tested even though pore sizes ranged from 0.07 to 6 μm and thickness from 0.076 to 0.25 mm. Mass transfer increased with liquid side Reynolds number. Therefore, it is likely that ozone mass transfer is liquid phase controlling and not membrane limited. For a hypothetical case of 4000 m³/d and 2 mg/L ozone transferred, plate and frame membrane and hollow fiber contactors are approximately one and two orders of magnitude smaller, respectively, than fine-bubble diffusers.     

射流曝气耦合超声强化臭氧传质及应用

利用臭氧射流曝气耦合超声,探讨了操作因素对溶解O3含量与传质系数的影响,并利用超声、臭氧射流曝气、臭氧射流曝气耦合超声降解对氯苯甲酸废水。结果表明,臭氧投加量32.38 mg/L,液相、臭氧进气体积流量分别为122、50 L/h时,单独射流曝气的臭氧表观传质系数(K_La)为0.645 min^-1;引入超声后,K_La可达1.289 min^-1,表明射流曝气耦合超声可明显增强臭氧的传质效果,K_La增大了约2倍。射流曝气与超声的协同降解对氯苯甲酸废水的协同因素E可达1.546,两者具有良好的协同协应。射流曝气耦合超声是增强臭氧传质的有效方法,可为后续水处理技术提供技术支撑。     

Investigations on Ozone Contacting by Ceramic Membranes

Ozone transfer was investigated using various oxide ceramic membranes and different process parameters. The ozone mass transfer per contactor volume through hydrophilic membranes was in the same order of magnitude as conventional bubble contacting. The pressure differential between the gaseous and aqueous phase as well as the membrane material's microstructure was found to widely determine the transfer rate. A hydrophobic coating of the membrane surface led to a considerable increase in transfer. Bubble free ozone contacting with porous ceramic is a possible approach for the ozonation of problematic wastewaters susceptible of excessive foam formation.