微粒子辅助过滤控制膜污染

基于微粒子辅助过滤原理,提出了一种新型膜污染控制方法,通过在膜表面形成一层疏松滤饼层控制膜污染.通过向原水中加入硅藻土颗粒,使其在膜表面形成一层疏松滤饼层,防止污染物直接在膜表面形成致密性滤饼层导致膜通量急剧衰减,从而达到缓解、控制膜污染的目标;进行周期性气-液混合清洗后,膜与硅藻土颗粒同时得到清洗再生.实验通过加入不同量、不同粒度硅藻土粒子验证膜污染控制效果.结果表明:硅藻土助滤剂对超滤过程膜污染控制效果与助滤剂粒径大小以及投加量有关.加入适量较大粒径助滤剂可有效降低过滤阻力,提高膜通量.而助滤剂粒径过小或投加量过多反而会增大过滤阻力,加剧通量衰减.投加2.0g/L粒径为35μm的硅藻土助滤剂为实验最佳条件,可使相对膜通量和通量恢复率分别提高9%和8%.     

粉末活性炭-硅藻土生物强化动态膜反应器的过滤性能

将粉末活性炭-硅藻土生物强化动态膜反应器用于处理低浊地表水源.研究结果表明:本工艺具有运行通量大、有机物去除率高、动态膜的过滤阻力较小的特点,过滤过程可以用标准过滤模型来描述.通过电镜观察得到动态膜是由滤饼层、凝胶层和滤网组成,凝胶层紧贴在滤网表面,由硅藻土、活性炭颗粒和微生物代谢物组成,凝胶层的存在有利于动态膜自生时...     

聚丙烯中空纤维微孔膜减压膜蒸馏

研究了聚丙烯中空纤维微孔膜（PPHM）减压膜蒸馏（VMD）对0．51mol／LNaCl水溶液的分离性能．实验表明,在40～65℃盐水温度范围内,两个膜组件的脱盐效率接近100％,蒸馏通量J随盐水温度的升高而增大,J与膜两侧的蒸汽压差△p成线性关系．PPHM的装填密度不同时,器件的蒸馏系数Km没有明显差别,但装填密度较低时膜两侧的△p较大,使得J较大,表明渗透过蒸汽在膜下游的传质对蒸馏通量有很大影响．     

蒸汽诱导法辅助相转化法制备疏水PDMS-PVDF微孔膜及其结构性能研究

采用蒸汽诱导法辅助浸没沉淀相转换法制备了硅橡胶-聚偏氟乙烯(PDMS-PVDF)疏水微孔膜并用于真空膜蒸馏NaCl水溶液,通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪对微孔膜的形貌结构和表面接触角进行表征和测试,研究了相对湿度对微孔膜结构和性能的影响。结果表明：随着相对湿度的增加,微孔膜表面接触角逐渐增加,孔隙率提高,平均孔径为(31±2)nm;截留率均达到99.9%以上,渗透通量先增加后降低;相对湿度为70%时制备的微孔膜渗透通量可达5.2kg/(m²·h)。     

聚丙烯中空纤维微孔膜压膜蒸馏

研究了聚丙烯中空纤维微孔膜（ＰＰＨＭ）减压膜蒸馏（ＶＭＤ）对０．５１ｍｏｌ／Ｌ ＮａＣｌ水溶液的分离性能。实验表明,在４０￣６５℃盐水温度范围内,两个膜组件的脱盐效率接近１００％,蒸馏通量Ｊ随盐水温度的升高而增大,Ｊ与膜两侧的蒸汽压差Δｐ成线性关系;ＰＰＨＭ的装填密度不同时,器件的蒸馏系数Ｋｍ没有明显差别,但装填密度较低时膜两侧的Δｐ较大,使得Ｊ较大,表明渗透过蒸汽在膜下游的传质对蒸馏通量有很大的     

冷侧真空度对减压膜蒸馏过程影响的研究

用ＰＴＦＥ膜实验研究了冷侧真空度对减压膜蒸馏过程的影响．实验结果表明，随冷侧真空度的提高，蒸汽的渗透通量增加，分离率也增加．渗透通量和膜两侧的蒸汽压差成正比．若真空度很高，且冷侧的绝压比膜冷侧的饱和蒸汽压低时，渗透通量有剧增的趋势．渗透通量和膜的孔径大小有关，孔径越大，通量越大．     

基于量纲分析的氧化铝陶瓷膜通量关联式的研究

通过量纲分析,建立了氧化铝陶瓷膜在处理高浊度水时,影响膜通量变化的压力、膜孔径、膜管长度、膜面流速、原水浊度、工作时间以及温度等因素之间的关联式．并通过试验,针对膜通量的快速衰减期以及相对平缓期,分别分析求解了各项系数．通过分析比较发现,20℃时关联式相对于实测数据的平均相对误差仅为1．5％,由此证明利用量纲分析得出的膜通量衰减关联式较好地反映了实验结果．     

膜蒸馏传质强化研究

以纯水和ＮａＣｌ水溶液为实验物系,采用聚丙烯中空纤维微孔膜分别进行了渗透膜蒸馏、纯水介质膜蒸馏和盐水强化膜蒸馏实验研究,考察了盐水浓度和操作温度对膜蒸馏传质通量和热效率的影响,并对３种形式膜蒸馏的实验数据进行了对比．结果表明,盐水强化措施可以有效地提高膜蒸馏传质通量,并使过程的热效率显著提高．     

超高分子量聚乙烯微孔膜的亲水性改性研究

采用与聚乙二醇(PEG20000)共混的方法来改善UHMWPE微孔膜的亲水性,研究了改性剂含量对膜结构、亲水性能、渗透性能及力学性能的影响。结果表明:改性后UHMWPE微孔膜的孔结构有所增大;随着改性剂含量的增加,膜的亲水性大致呈上升趋势,但由于部分PEG20000会溶于蒸馏水,随着水洗时间的延长,改性剂发生流失,膜的亲水性发生衰减;相较于改性前,改性膜的水通量、蛋白质通量及纯水恢复量均显著上升,意味着膜具有很好的渗透性及抗蛋白质污染性;当PEG20000的质量分数为15%时,改性剂与UHMWPE的相容状态达到最佳结晶度显著增大,且聚合物分子链互相缠结起到物理交联作用,膜的力学强度可提高至15MPa左右。     

利用聚合多巴胺及PEG对PVDF中空纤维膜进行表面功能化的研究

通过涂覆多巴胺对PVDF中空纤维膜进行亲水改性,并利用聚合多巴胺(PDOPA)的强附着性进一步进行氨基聚乙二醇(mPEG-NH2)接枝改性,实现微滤膜表面功能化.实验研究了不同反应条件下涂覆和接枝效果,并以乳化油溶液进行过滤对比分析.实验结果表明,经过480min多巴胺涂覆改性,PVDF中空纤维膜亲水性能提高,接触角由原膜的84.9°降低为50.1°,膜表面水滴渗透速度加快;涂覆时间影响膜的纯水通量,30min涂覆时间,纯水通量较原膜提高6.4%;过滤乳化油废水时,改性后的膜通量衰减速率减缓,稳定通量增加,抗污染性能提高.在PDOPA涂覆改性膜基础上进行mPEG-NH2接枝后,亲水性进一步提高,乳化油去除率提高13%.通过多巴胺涂覆与mPEG-NH2接枝,均有效提高了PVDF中空纤维膜在处理乳化油方面的性能.     

中空纤维膜双向流(TWF)分离技术的研究

利用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜,对比考察了双向流膜过滤工艺与普通膜过滤工艺.结果表明,中空纤维膜上下入口的周期性切换使得双向流工艺在过滤的同时进行冲刷清洗,大大提高了过滤效率以及膜的耐污染性.清洗实验同样表明,与普通过滤工艺相比,双向流工艺中膜污染后更易清洗,膜通量基本恢复.若干工程实例表明,双向流技术已得到广泛的应用并将对膜工艺优化设计产生重要的影响.     

担载型中空纤维混合导体氧渗透膜的制备与性能研究

采用干湿法纺丝技术制备Sr_0.7Ba_0.3Fe_0.9Mo_0.1O_3-δ(SBFM)中空纤维支撑体, 以Nb₂O₅掺杂的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ (SCFNb)为膜材料, 采用旋转喷涂结合共烧结技术制备出担载型SCFNb/SBFM中空纤维氧渗透膜。借助于XRD、SEM、热膨胀分析、透氧及膜反应性能测试等手段, 分别对样品的晶相结构、膜微观结构、支撑体与膜层的烧结行为、膜的氧渗透通量及膜反应性能进行了研究。结果表明, 膜层与支撑体的晶相结构仍保持钙钛矿主体相。支撑体具有单一海绵孔/指状孔结构, 膜厚为5 μm且致密无缺陷, 膜层与支撑体结合良好。在900℃时, 氧渗透通量达到0.74 mL/(cm²·min)。850℃下甲烷部分氧化膜反应稳定操作超过200 h, 稳态下氧渗透通量为4.5 mL/(cm²·min)。研究表明, 担载型SCFNb/SBFM中空纤维氧渗透膜具有较高的氧渗透通量, 同时具有良好的膜反应稳定性。     

气体通过高分子复合膜的机理及其应用

本文对气体通过高分子复合膜的机理进行了研究,考虑到支撑层阻力、涂层与致密层的结合程度,提出了扩展的Henis模拟电路。从理论上和实践中,证明了由于支撑层阻力的存在,使气体由中空纤维高分子复合膜丝外向丝内渗透比由丝内向丝外渗透的渗透系数小;指出了涂层嵌入致密层深度比涂层厚度对膜的分离系数影响大;第一次定量给出了少量断丝对大型中空纤维高分子膜分离器分离系数的严重影响;提出用O_2、N_2评价大型N_2/H_2高分子膜分离器的新的计算方法,并在实验中得到验证。     

几种中空纤维膜对氧气,环氧丙烷透过性的比较

为选定适合气－固－液三相生物反应过程膜反应器中的膜材料，采用氧电极测试了几各收集到的聚砜、聚丙烯及聚氟乙烯中空纤维膜对氧气的通透性，其中的聚丙烯中空纤维适于做膜生物反应器中的透气膜，同时还测定了聚砚、聚偏氟乙和聚丙烯腈地水溶液中环氧丙烷的通透性，在实验条件下它们之间的差异不大。     

中空纤维膜表面结构对脱氧效率的影响

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜对水中的溶解氧进行了脱氧研究,考察了膜表面结构对脱氧效率的影响。通过改变内凝固浴的组成来改变膜的表面结构。在测定脱氧效率的同时,对不同内凝固浴下的中空纤维膜内表面结构进行了场发射电镜扫描(FE-SEM),并分别测定了中空纤维膜的孔径、透气系数以及力学性能。结果表明,随着内凝固浴中溶剂DMAc含量的增大,膜内表面开孔结构变大,表面变得粗糙,这种结构使得膜的透气系数增大,传质系数和脱氧效率提高。     

双相混合导体膜氧渗透性能改善的研究进展

双相混合导体膜在高温下能够同时传导氧离子和电子, 具有稳定性好、膨胀系数低、机械强度高和成分可调等优点, 可以作为反应器应用于甲烷部分氧化制合成气(POM)。但双相混合导体膜的透氧率较低, 成为亟待解决的问题。本文从透氧机理入手详细阐述了氧渗透过程的影响因素。在此基础上综述了目前提高双相混合导体膜透氧率的措施, 包括了采用混合导体作为电子导电相、降低电子导电相形成连续渗流网络的体积比阀值和减小双相晶粒尺寸, 以及宏观上制备出不对称膜、管状膜和中空纤维膜进一步降低膜厚、增大表面积以提高透氧率。最后指出双相混合导体膜在未来需要重点解决的一些问题。     

中空纤维富氧组件的研制

主要讨论了PDMS－PS中空纤维富氧组件的制作工艺,并对膜材料,中空纤维及组件透气性能进行了研究,制做了不同透气量和氧浓度的中空纤维组件。     

SEM研究微孔聚丙烯中空纤维膜的形成

利用扫描电子显微镜研究硬弹性聚丙烯拉伸过程中形态的变化和微孔的形成,同时,重点讨论了聚丙烯熔体的温度、所受拉伸比等对聚丙烯中空纤维膜微孔结构的影响。结果表明,聚丙烯熔体的温度较低、所受拉伸比较大,所形成的微孔膜孔径分布均匀、孔隙率较高。     

膜蒸馏淡化处理油田高含盐废水的实验研究

采用减压膜蒸馏技术处理油田高含盐废水，研究了真空度、废水温度、流量以及废水含盐量对膜通量与截留率的影响。实验结果表明：随着膜下游真空度增加，膜通量先缓慢增大，当真空度超过某一临界值后，膜通量急剧增加；废水温度增加，膜通量增大，且真空度越高，膜通量随温度变化的曲线越陡；提高废水流量可增大膜通量；随着废水含盐量增加，膜通量减小，当废水含盐量大于220g／L时，馏出液电导率明显增加，但各次实验的截留率仍然接近100％，表明实验用聚丙烯中空纤维膜具有很好的疏水性。