膜集成技术在高含盐废水资源化中的应用

介绍了纳滤、反渗透、均相电驱动膜和双极膜等膜分离及膜浓缩组合工艺,在盐分单一及盐分复杂的高盐废水处理过程中的应用。膜分离和膜浓缩组合集成工艺技术可以大幅减少蒸发量和蒸发器投资,同时也大幅降低了结晶分盐的难度,可实现氯化钠和硫酸钠等盐分的分别回收利用,结晶盐的品质较好;双极膜技术可以替代蒸发结晶技术,实现液体盐转化为酸碱回收利用。多个项目实际运行结果表明,2种方法在技术上均实现了高盐废水的"零排放"、资源化利用,经济可行。     

膜技术在废水处理中的应用

本文介绍了膜技术处理废水的基本原理及其特点，综述了反渗透、微滤、超滤、液膜和电渗析等传统膜技术在废水处理的应用，以及纳滤膜、充气膜、膜生物反应器、渗透蒸发和胶团强化超滤法等新型膜技术在废水处理的发展及其应用，指出了膜技术在处理废水中存在的主要问题，并对膜技术处理废水的发展前景作了展望。     

膜技术在废水处理中的应用

介绍了膜技术在电镀废水、大豆分离蛋白废水、化纤厂空调冷却水、海带提碘废水处理的应用实例。膜技术应用于废水处理的前景广阔,市场潜力大,应加强高性能膜和组器的开发,加强膜污染防治技术的开发。     

集成膜分离技术在精细化工产品废水处理中的应用

集成膜技术是由微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析和渗透蒸发法等单元操作中某两个或两个以上操作单元集成的优化组合。集成膜系统是应用集成膜技术开发出来的,应用在生产中的不同环节,是浓缩、大孔树脂吸附、活性炭吸附和冷却结晶等传统工艺的有效替代和补充。与传统分离方法相比．膜技术具有成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质,特别适合于热敏性组分、生物质组分等混合物的分离,在处理低浓度、低含盐量的溶液时其优势更明显。精细化工产品（染料、农药、医药、香料、化工中间体、食品添加剂、涂料等）分子量大都在200-100000,生产过程耗水量大．如生产1t分散染料耗水40-80t,活性染料20-60t／t。农药5-10t／t,产生的废水中含有有用物质以及高浓度杂质,色度高,COD高,酸碱度高。超滤和纳滤所截留的物质分子量范围分别为2000-100000和100-2000,因而可以利用膜元件的选择透过性来处理精细化工产品生产过程中的废水,回收废水中的有用产品,对其进行资源化利用．为企业增加效益。     

振动膜处理变性淀粉废水的研究

振动膜技术是一种新型膜分离技术,因能有效防止膜污染现象等特点而逐渐受到关注。本研究利用振动膜技术结合"超滤-反渗透"膜处理变性淀粉废水。结果表明,超滤膜和反渗透膜在运行温度为28~30℃,振幅为12mm,操作压力分别为0.2 MPa和1.2 MPa时,振动膜工艺对COD、TP、TN和TDS去除率分别达到99.18%、99.83%、100%和90.43%。超滤膜和反渗透膜浓缩液中总磷含量分别高达142.57 mg/L和180.48 mg/L,总磷经提取回收后可实现废水的资源化利用。     

二级超滤系统处理大豆乳清

通过实验研究了由气冲强化动态超滤(MWCO 50kDa)和切向流超滤(MWCO 10kDa)组成的二级超滤系统处理大豆乳清的可行性。结果表明,该系统处理大豆乳清的单周期运行时间可达23 h以上,可将蛋白质含量从0.50%滤除到0.04%左右,而对糖和盐类的截留率均在10%以下。系统污染后的化学清洗只需2 h,膜通量恢复90%以上。长期运行不会改变膜对目标物质的截留效果。所得乳清蛋白产品中蛋白质≥70%、灰分约10%。     

电渗析集成技术在高盐废水处理中的应用研究进展

随着高盐废水排放造成的资源流失及水环境问题的日益突出，不断提升的废水排放标准导致积极回收高盐废水中的有价资源，回用废水减少排放以降低对环境的危害成为必然趋势。为解决高盐废水处理难的问题，膜分离技术，尤其是电渗析（ED），由于对废水中的荷电离子分离、淡化和浓缩的能力，受到研究者的广泛的关注。然而使用单一电渗析技术处理高盐废水时，成本能耗过高，因此将ED技术与压力驱动的膜技术进行集成。这种方法实现了高效回收高盐废水中的有价资源的目标，并减少了向环境中排放的废水，成为了高盐废水处理的热门工艺。本文介绍了ED技术的基本原理和常用的几种电渗析模式，重点介绍了ED+压力驱动膜集成技术处理高盐废水的研究发展现状。最后结合了近年ED-膜技术集成工艺的发展，并对这些集成联用技术在高盐废水的资源化处理应用前景进行了展望，为未来高盐废水处理研究提供参考。     

电渗析-超滤耦合技术研究进展

电渗析-超滤耦合技术（EDUF）是一项用于分离带电有机物的新型技术,用超滤膜替换一部分离子交换膜,或将超滤膜嵌入到传统电渗析器中,从而形成一种超滤与电渗析内部结合的新型分离技术。该技术一方面利用超滤膜的孔径差异性分离不同分子量的带电有机物,另一方面利用电驱动原理克服压力驱动式超滤膜的膜污染问题,在营养食品、生物制药等领域用于分离提纯活性有机物组分,展示出了良好的应用优势。本文聚焦于电渗析-超滤耦合技术的产生和发展,详细介绍了该技术的技术原理及应用优势,重点阐述了影响其分离效率的主要因素,包括pH、超滤膜切割分子量（MWCO）、电场强度、膜对结构等。最后,从提高分离效率、降低系统能耗、超滤膜材质、水解液预处理、系统泄漏等角度提出了未来的研究方向,为该技术的研究和应用提供指导。     

超滤膜处理乳化油废水的研究进展

综述了近年来国内外超滤膜分离技术应用于乳化油废水处理的研究进展,着重介绍了超滤处理工业乳化油废水的分离性能,以及超滤过程存在的问题和解决途径.针对实际运行过程中产生的膜污染现象,在新膜材料、膜组件改进和耦合工艺3方面进行了阐述.最后对今后的研究方向提出了建议.     

膜技术在水处理中的应用（下）

综述了超滤、微滤、液膜、动态膜等膜技术在含油废水、生活废水、重金属废水处理中的应用。如超滤膜可用于处理含油废水、分离悬浮颗粒等。     

超滤膜分离工艺处理大豆乳清蛋白废水的效能

为考察膜分离技术处理大豆乳清蛋白废水的效能及其运行特征,采用再生纤维膜（RC）和聚醚砜膜（PES）进行试验,每种膜的截留分子量（MWCO）分别选定为5000、10000和30000。试验考察了各种膜的渗透通量、膜衰减系数、蛋白截留率、总糖透过率随时间的变化情况,结果表明：截留分子量为10000的RC超滤膜,在渗透通量、蛋白截留率、总糖透过率、膜衰减系数等方面皆优于其他超滤膜。超滤的最佳工艺条件为压力30kPa、pH值9、浓缩比3∶1、温度20℃,膜渗透通量31.2 L·m^-2·h^-1,蛋白截留率78.46%,蛋白含量51.37%。在曲线拟合和BP神经网络的基础上,建立了不同条件下膜渗透通量随时间变化的数学模型,模型模拟结果与试验结果基本一致,这说明基于曲线拟合和BP神经网络建立模型是可行的。     

A review on the forward osmosis applications and fouling control strategies for wastewater treatment

During the last decades, the utilization of osmotic pressure-driven forward osmosis technology for wastewater treatment has drawn great interest, due to its high separation efficiency, low membrane fouling propensity, high water recovery and relatively low energy consumption. This review paper summarizes the implementation of forward osmosis technology for various wastewater treatment including municipal sewage, landfill leachate, oil/gas exploitation wastewater, textile wastewater, mine wastewater, and radioactive wastewater. However, membrane fouling is still a critical issue, which affects water flux stability, membrane life and operating cost. Different membrane fouling types and corresponding fouling mechanisms, including organic fouling, inorganic fouling, biofouling and combined fouling are therefore further discussed. The fouling control strategies including feed pre-treatment, operation condition optimization, membrane selection and modification, membrane cleaning and tailoring the chemistry of draw solution are also reviewed comprehensively. At the end of paper, some recommendations are proposed.     

Process optimization for foam separation of yak whey protein by response surface methodology

In order to recovery whey protein from yak whey wastewater effectively, a facile method of foam separation to be suitable for the local nomadic herdsmen in Qinghai-Tibet Plateau has been established in this research. The effects of the four factors, protein concentration, gas velocity, temperature and pH, on the performance of foam separation were investigated. Based on the single factor experiments, the response surface software was adopted to optimize and to investigate conditions of foam separation for whey protein, and the optimal conditions were found to be protein concentration of 120 μg/mL, gas velocity of 310 mL/min, temperature of 41°C and pH of 3.8, respectively. The as-obtained results of verification experiments, recovery percentage 88.3% and enrichment ratio 9.25 showed that foam separation technique was a simple equipment and environmental compatibility method to separate whey protein from yak whey wastewater.     

微纳米气泡控制膜污染研究进展

膜污染是阻碍膜分离技术大规模推广应用的主要问题之一,膜污染控制技术一直都是膜科学领域的研究热点.其中,基于气液两相流的膜污染防控技术已经得到了诸多研究和广泛应用.微纳米气泡因其不同于普通大气泡的独特物理化学性质,近年来在各个领域被广泛关注,而微纳米气泡控制膜污染的研究也日益活跃.文中综述了气液两相流控制膜污染技术的相关...     

膜分离技术处理大豆乳清废水

对用膜分离技术处理大豆乳清废水处理进行了研究,结果表明：废水经截留分子量为8000的超滤膜,可回收几乎所有的蛋白质,对美国Desal公司生产的三种纳滤膜进行了评价,选择了一种可部分脱除蔗糖和单糖的纳滤地超滤透过液进行了浓缩,大豆低聚糖中功能性成分水苏糖和棉子糖的回收率超过90％,纳滤透过液经反渗透处理,可回收大量纯水,采用本工艺处理大豆乳清废水,可大大降低排放量,且可获得较大的经济效益。     

Ultrafiltration of Wastewater from Isolated Soy Protein Production: Fouling Tendencies and Mechanisms

Membrane separation processes appear to be a good alternative in wastewater treatment systems. One of the biggest limitations is the decrease in permeate flux, which is caused mostly by concentration polarization and fouling phenomena. The extent of these phenomena are dependent on the interactions between the different solution compounds, membrane-solution interactions, and the operating conditions. The fouling tendencies of three different commercial tubular ceramic membranes (5, 20, and 50 kDa) during the ultrafiltration of an isolated soy protein (ISP) wastewater were evaluated through determination of the water permeate flux before and after the wastewater ultrafiltration and using Hermia's Model. The wastewater from ISP production is a complex solution characterized by a very high organic load: reaches COD values greater than 18,000 mg · L^?1. The wastewater proteins are small molecules (8 to 50 kDa) that could not be removed during the industrial processing. The recovery of these small proteins and their return to the ISP production process would result in both economical and environmental benefits by increasing the final product yield and reducing significantly the wastewater organic load. All the membranes tested presented a large fouling tendency: 65% (5 kDa membrane), 69% (20 kDa membrane) and 76% (50 kDa membrane). The best fit to Hermia's Model for all of the UF membranes was obtained by the complete blocking model.     

膜分离技术在垃圾渗滤液处理中的应用

垃圾渗滤液是一种重污染的有毒有机废水,对生态环境造成了严重的威胁。本文综述了垃圾渗滤液现有的膜处理技术,与传统处理工艺相比,膜技术具有低能高效等优点,是未来渗滤液处理技术的重要发展方向。由于垃圾渗滤液组成的复杂性,根据不同处理目的,微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)4种膜在垃圾渗滤液处理中都得到了一定的应用。总结发现,其中MF和UF对渗滤液的处理效果较差,一般作为渗滤液的预处理技术;NF和RO对渗滤液的处理效果较好,主要作为其深度处理技术。然而,膜污染阻碍了膜技术在渗滤液处理方面的发展与应用,为此可通过研究开发新型膜材料、有效的预处理技术和膜分离工艺优化等方面来防止膜污染的发生,以便膜技术在渗滤液及其他水处理方面得到更加广泛的应用。     

微细通道内CO2沸腾换热与干涸特性

CO₂作为一种天然制冷剂在微通道内应用具有很大的换热优势,然而由于微尺度效应及其物性,在低干度区容易发生干涸,严重影响换热效果。为研究微细通道内CO₂流动沸腾换热与干涸特性,搭建了相应实验装置,对内径分别为1mm、2mm、3mm以及内表面粗糙度为16μm的不锈钢管,在CO₂制冷剂热流密度2~34kW/m²、质量流率50~1350kg/(m²·s)、饱和温度-10~15℃下进行换热性能与干涸实验对比研究。结果表明:常规管径换热特性在微细通道内不再适用;热流密度的增加对于强化核态沸腾换热具有显著影响,高于临界热流密度(critical heat flux,CHF)则发生干涸;质量流率对于核态沸腾区换热系数的影响则较小;不同饱和温度时换热特性有所不同,高饱和温度下换热系数随其升高而提高,低饱和温度下则相反;干涸过程对总换热系数的影响占34%。研究结论为CO₂微通道换热器的研究开发提供理论依据。