PVDF膜接触器脱除回收垃圾渗滤废液中的氨氮

应用PVDF膜接触器处理垃圾渗滤废液,考察了料液pH、流量和温度等对膜组件传质性能的影响。实验结果表明:废液中的氨氮可被脱除至150·10-4%以下,同时还可得到浓度为26%左右的硫酸铵溶液。提高料液pH和温度可促进氨的传质,而废液流量对传质系数影响较小。     

PVDF膜接触器脱除回收垃圾渗滤废液中的氨氮

应用PVDF膜接触器处理垃圾渗滤废液,考察了料液pH、流量和温度等对膜组件传质性能的影响.实验结果表明：废液中的氨氮可被脱除至150· 10-4％以下,同时还可得到浓度为26％左右的硫酸铵溶液.提高料液pH和温度可促进氨的传质,而废液流量对传质系数影响较小.     

稀硝酸作吸收剂的气态膜法回收废水中氨氮

利用稀硝酸作吸收剂研究了基于聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维微孔疏水膜的气态膜分离过程用于脱除/回收废水中氨氮并制取硝酸铵的可行性和长期操作稳定性。在相同的操作条件下对用PTFE、聚丙烯(PP)和聚偏氟乙烯(PVDF)制得的3种膜接触器的除氨性能进行了系统的比较,并研究了料液进口浓度、流速、温度条件对3种膜接触器传质性能的影响。实验数据表明中空纤维膜内径和壁厚是影响传质过程的最主要因素,且总传质系数K、膜侧传质系数kM、管程液相传质系数kL均随温度的升高而显著增加。室温下长期实验结果显示:PVDF膜运行7 d后发生严重泄漏,PP膜稳定运行20 d后传质系数显著下降,PTFE膜运行30 d时性能仍然保持稳定。表明具有良好耐硝酸氧化性的PTFE膜为气态膜法脱除/回收废水(或化工料液)中氨氮并制取硝酸铵的工业化应用提供了基本保障。     

精馏分离中的新型中空纤维膜结构填料及其传递现象

以异丙醇/水体系为研究对象,采用有挡板的新型聚醚砜中空纤维膜接触器作为精馏结构填料,进行了精馏分离过程和现象的研究。通过不同流动方式的比较,在新型膜接触器中设计了液体管内流动、蒸气壳层沿挡板逆向流动的改进型平行流方式。实验结果表明：无论有无挡板,中空纤维膜结构填料对异丙醇/水溶液的分离效率均较常规结构填料要高得多,且操作气速可以在常规填料液泛线以上,表明其不易受常规填料的操作弹性限制。有挡板膜接触器的性能和分离效率较无挡板时更优,运行参数更为稳定,其最小传质单元高度HTU值可达5.4cm。与其它中空纤维膜分离器类似,其总传质系数K随中空纤维膜的填充密度φ加大而变小,但新型膜接触器精馏过程的总传质系数值较液液萃取要高出约5～10倍。     

微孔膜气体分布器对气液传质的影响

本文开发了一种新型微孔膜气体分布器,并对使用该分布器时鼓泡塔反应器内气液传质性能进行了研究。实验结果表明,使用这种新型膜气体分布器可以得到细小均匀的气泡,较大幅度地增大了气液传质比表面积,从而大大强化了反应器的传质能力。     

中空纤维膜接触器烟气脱硫壳层传质的研究

采用自制聚丙烯中空纤维膜接触器对模拟烟气进行脱硫,主要研究脱硫过程中膜接触器壳层传质情况。用SO2和N2配制模拟烟气,以NaOH溶液为吸收液,气体走管程,液体走壳层,考察了壳层空隙率、吸收液流量和摩尔浓度、气体流量等操作条件对脱硫过程中壳层传质的影响。研究发现,在空隙率较大的情况下,壳层传质系数随吸收液的浓度或吸收液流量的增大而增大;而在空隙率较小的情况下,随着膜丝分布不均的出现会导致死区和沟流的存在,对壳层传质有一定阻碍作用。气体流量的改变对壳层传质几乎没有影响。     

填充密度对新型中空纤维膜接触器分离性能和传质的影响

采用聚丙烯中空纤维膜接触器作为新型精馏结构填料对甲醇水溶液体系进行了精馏分离过程的实验研究,探讨了填充密度对中空纤维膜接触器分离性能和过程传质的影响.结果表明,填充密度为4.7%时,接触器塔顶甲醇浓度比填充密度为9.5%时的高,且两种填充密度的膜接触器组件均可在远离常规填料液泛线以上的气速范围操作.随着气速逐步增大,传质单元高度变大,壳程气相传质系数随之变大,填充密度高的组件的气相传质系数较小.     

错流式中空纤维膜接触器脱除水中氨氮的实验研究

采用矩形错流式中空纤维膜接触器进行脱除水中氨氮的实验研究,考察了操作条件对脱氨过程总传质系数(K)的影响。结果表明,料液p H和料液流速对总传质系数影响显著。料液p H=10.5时,料液流速由0.016 m/s增大到0.051 m/s,而硫酸浓度对总传质系数影响较小。实验获得了较高的K值,最高可达1.96×10-5 m/s。在最佳的脱氨条件下连续运行10 h,料液氨氮质量浓度由1 000 mg/L降至0.11 mg/L,具有广阔的工业化前景。     

Cu2+在支撑液膜中的传质过程

研究了以疏水性多孔聚丙烯膜(Celgard 2500)为支撑体和LIX984的煤油溶液为膜液的支撑液膜体系萃取Cu2+的传质过程. 采用双膜理论描述Cu2+通过平板支撑液膜的传质过程,建立了其在稳态下的传质动力学方程,且当反萃取侧酸浓度大于2 mol/L时,反萃取侧的传质阻力可以忽略;利用膜内分传质系数km表征支撑液膜膜液的流失行为,在传质过程中,km先增大而后逐渐减小,且载体的流失速率大于稀释剂煤油的流失速率. 考察了操作条件对传质和膜液流失速率的影响,结果表明,Cu2+初始传质通量随载体初始浓度、料液初始pH值和料液初始Cu2+浓度的增大而增大;载体初始浓度越大,膜液流失越快;料液初始Cu2+浓度增大,膜液流失越慢;料液相pH值的改变对膜液流失速率没有影响.     

气态膜法回收垃圾渗滤液氨氮技术进展与机理探讨

目前传统生物脱氮工艺中需投加大量碳源用于提高垃圾渗滤液的C/N，且随着填埋龄增加，C/N严重失衡，将导致脱氮成本偏高。氨吹脱(汽提)法、鸟粪石法等脱氮技术已实际应用在垃圾渗滤液脱氮处理中，但总体应用效果均有待提高。气态膜法是一种新型低能耗、高效率的氨氮资源回收技术。综述了气态膜法在高氨氮垃圾渗滤液处理中的应用；并以双膜理论为基础，推导出适用于气态膜法的氨传质机理。气态膜法氨传质过程可归纳为串联阻力模型，即总传质阻力为料液侧传质阻力和气态膜内传质阻力之和，料液侧传质系数(K_f)与气态膜类型及其组件形式、Re和Sc等参数相关，气态膜膜内传质系数(K_m)取决于气态膜的孔径、孔隙率、孔径曲折度以及厚度等参数；增大料液流速可促进NH₃在料液侧至料液边界层以及料液边界层向膜表面的扩散与传质，从而大幅提高总传质系数(K_OV)。简言之，气态膜法可用于垃圾渗滤液、沼液等高氨氮废水脱氮处理与资源化利用，气态膜回收产物可作为化工原料和农业氮肥。     

微流体技术应用于渗透汽化分离正丁醇-水体系的研究

将膜分离技术与微流体技术的优势相结合,开发设计了新型膜微反应器,该设备比表面积大且扩散距离短,可以强化渗透汽化过程。以正丁醇-水体系的分离效果为实验模型,分析了膜微反应器的渗透汽化性能。在不同料液温度、料液水含量及料液流速条件下,对膜微反应器中正丁醇-水体系的分离性能进行了系统的研究。当料液温度升高时,渗透通量增大。当进口料液水含量升高时,渗透通量明显增大。当流速升高时,渗透通量增大且趋势逐渐变缓。在实验研究的基础上,建立了渗透汽化传质模型,模型计算值与实验值吻合良好。     

湿壁塔氨法烟气脱硫的非平衡模型

针对氨法烟气脱硫体系,基于经典双膜传质理论,建立了湿壁塔氨法烟气脱硫的非平衡模型,包括烟气中SO2在氨水溶液中吸收模型以及反应器模型。该模型考虑了传质和反应之间的相互影响以及液相中电解质存在的影响,用传质速率方程表征二相间的传递过程。对直径为100 mm,列管高度为1 200 mm的吸收塔不同条件下氨水吸收模拟烟气中SO2进行了预测,得到了液膜内各组分的浓度分布曲线,增强因子沿塔高的分布。所得到的实验结果与预测结果基本一致。该模型可以为湿式氨法烟气脱硫的工艺设计及操作提供参考。     

中空纤维更新液膜传质性能的研究

研究了中空纤维更新液膜(HFRLM)技术的传质性能.以CuCl2水溶液-10%P204 煤油-盐酸为实验体系,研究结果表明,中空纤维更新液膜技术可以实现同级萃取-反萃,且总传质系数随料液相流速的增大而增大,在实验条件下,总传质系数受反萃相流速的影响较小.实验研究探讨了混合方式(料液与萃取剂混合和反萃剂与萃取剂混合)和体系分配系数对传质性能的影响.实验结果表明,由于相间分配系数的不同,总传质系数受混合方式的影响较大,以分配系数较大的一相与萃取相混合流经管程的方式对传质过程有利.     

萃取凝胶膜过程工艺条件对镍离子传质效率及稳定性增进

利用交联反应在PVDF超滤膜表面创新性的构建含有萃取剂磷酸二异辛酯的聚二甲基硅氧烷-正硅酸乙酯体系萃取凝胶膜（EGM）;并对其基本物理化学性质进行了表征。研究了EGM过程中料液相循环方式、料液相及反萃相浓度与流量、水相温度、组件装填密度等工艺条件对镍离子传质性能及EGM运行稳定性的影响规律。9 h实验结果表明在室温水相温度为22℃条件下,当工艺运行条件为料液相流量1900 ml·min^-1、反萃相流量93 ml·min^-1、组件装填密度14%、料液相循环于壳程时,EGM对镍离子的萃取性能及稳定性达到最佳值。在此基础上,对该系统进行了60 h稳定性实验,并与传统支撑液膜进行了对比。结果显示传统支撑液膜持续运行35 h后通量降为0,衰减率为100%;而EGM持续运行60 h后通量衰减率仅为27.1%;同时EGM初始传质通量相比于传统支撑液膜提高了6.8倍,体现了EGM过程在传质通量大幅提升和长期运行稳定性显著增进方面具有双重优势。     

超重力精馏传质过程强化理论分析

超重力精馏技术是一种新型的过程强化精馏技术,文中通过实验与理论分析,探讨其传质过程强化的作用机理。以乙醇/水为物系,多级旋转填料床为主要设备,在常压操作条件下,进行超重力精馏实验研究。在超重力因子为31—196,原料流量为15—30 L/h,原料摩尔分数为0.089 1—0.283 1,回流比为1.0—2.5的操作条件下,超重力装置的理论塔板高度为12.7—152 mm,比传统精馏塔低1个数量级。通过分析流体在超重力装置内的流动状态,提出超重力精馏过程的传质原理及传质单元——液膜。通过理论分析,认为超重力精馏传质过程克服了双膜理论、渗透理论与表面更新理论中的瓶颈,是超重力精馏传质过程强化的根本原因。     

聚丙烯支撑液膜提取柠檬酸的传质条件

用聚丙烯支撑液膜从柠檬酸溶液中提取柠檬酸,通过正交实验考察和分析料液相浓度、反萃取相浓度、搅拌速率、温度等因素的影响,得到最佳传质条件：料液相浓度为0．4mol／L、反萃取相浓度0．1mol／L、搅拌强度300r／min、传质温度25℃。同时对该膜体系进行连续提取实验,结果表明最佳传质条件下膜体系稳定性较好,膜通量下降后可通过重新浸泡得以恢复,继续使用。     

新型硅橡胶膜生物反应器用于有机废水处理的膜传质动力学

用中空纤维型硅橡胶管构造了管束式和卷绕式两种膜器,将它们结合进一个生物反应器系统,用于对废水中的挥发性有机化合物（VOC）进行生物降解处理。本文以甲苯为对象,研究了VOC在这种系统中穿过膜的传质问题。基于液-膜-液的串联阻力概念和质量平衡,构造了一个关于膜总传质系数的简单指数模型,用于传质实验的分析。将甲苯溶于水中模拟有机废水,配制适合于甲苯降解细菌生长的培养液,进行了甲苯从废水穿过膜到培养液中的传质实验,并将细菌移植进培养液进行了生物降解条件下的传质实验。对培养液中细菌存在和不存在两种情况下的甲苯传质实验进行了分析。结果表明,总传质系数的指数模型基本上与实验条件符合,所得到的甲苯的总膜传质系数具有10-6m·s-1数量级,卷绕膜器的总传质系数较管束型的稍高,生物反应条件下的总传质系数又较细菌不存在时的稍高。     

萃取凝胶膜过程工艺条件对镍离子传质效率及稳定性增进

利用交联反应在PVDF超滤膜表面创新性的构建含有萃取剂磷酸二异辛酯的聚二甲基硅氧烷-正硅酸乙酯体系萃取凝胶膜(EGM);并对其基本物理化学性质进行了表征。研究了EGM过程中料液相循环方式、料液相及反萃相浓度与流量、水相温度、组件装填密度等工艺条件对镍离子传质性能及EGM运行稳定性的影响规律。9 h实验结果表明在室温水相温度为22℃条件下,当工艺运行条件为料液相流量1900 ml·min~(-1)、反萃相流量93 ml·min~(-1)、组件装填密度14%、料液相循环于壳程时,EGM对镍离子的萃取性能及稳定性达到最佳值。在此基础上,对该系统进行了60 h稳定性实验,并与传统支撑液膜进行了对比。结果显示传统支撑液膜持续运行35 h后通量降为0,衰减率为100%;而EGM持续运行60 h后通量衰减率仅为27.1%;同时EGM初始传质通量相比于传统支撑液膜提高了6.8倍,体现了EGM过程在传质通量大幅提升和长期运行稳定性显著增进方面具有双重优势。     

含硫酸钠高氨氮废水膜技术脱除研究

采用人工配制废水系统地研究了特种聚丙烯膜脱氨过程中各项参数对传质性能的影响,并考察了其长期操作稳定性。结果表明,温度从25.1℃降到5.2℃时,氨的总传质系数减小44.7%;反应液pH从9.5提升到11.5,氨的总传质系数增大8倍;以反应液1次过膜的连续处理方式运行,膜组件中氨总传质系数基本保持不变,而以循环反应液的处理方式运行时,膜组件中氨总传质系数逐渐降低;随Na_2SO_4的质量浓度从16.7 g/L升高至150.3 g/L,氨总传质系数提升14.6%,水的伴随渗透蒸馏通量从正值变为负值;在稳定性实验中,用该特种聚丙烯膜处理NH_(3~-)N的质量浓度为4 g/L的配制废水,持续稳定的运行了32 d,NH_(3~-)N去除率保持在95%以上,氨的总传质系数稳定在3.7~4.4μm/s,并且没有发生泄露现象。     

氨法烟气脱硫SO_2吸收传质系数研究

喷淋塔氨法脱硫技术被广泛应用于净化烟气的SO_2,传质系数是喷淋吸收塔重要的设计和运行参数,但目前文献中有关氨法脱硫传质系数的报道很少,还有待进一步研究。在喷淋塔中对氨法脱硫SO_2吸收传质过程进行了实验研究,结合对液滴和塔壁液膜运动的计算,得到不同实验条件下SO_2的吸收传质速率,并建立了氨法脱硫SO_2吸收传质系数表达式。该传质系数包含浆液pH、烟气流速ug和液气比L/G等主要参数,能够反映不同pH、ug和L/G条件下SO_2在单位气液接触面积上的传质速率。对比验证结果表明,该传质系数计算得到的SO_2吸收传质速率与实验值之间的相对误差小于±12%,二者能够较好地吻合。建立的传质系数表达式能够为喷淋塔氨法脱硫的优化设计和运行提供理论参考。