操作条件对膜污染及蛋白质超滤滤出速度影响的研究

蛋白质溶液的超滤是超滤膜应用的重要领域之一蛋白质溶液的性质是影响超滤性能的重要因素,当蛋白质溶液性质一定时,操作条件成的影响超滤性能至关重要的因素,本文通过对不同材质超滤膜超滤蛋白质溶液地的操作条件与膜污染和滤出速度关系的研究,提出了蛋白质超滤时操作条件的优越方案。     

蛋白质在超滤过程中的膜污染和膜清洗

本文选用四种不同的膜清洗剂对牛血清蛋白溶液超滤后污染的三种超滤膜进行研究，结果表明：在蛋白质的等电点取得在不同ＰＨ值下蛋白质对膜污染的最佳清洗效果，清洗效率与蛋白质的所荷电荷有关。采用适宜的清洗过程将会延长膜使用寿命和增强超滤膜性能。     

一种基于膜污染指数的超滤膜污染评价方法

利用浸没式中空纤维膜小试系统,基于膜污染指数（FI）建立超滤膜污染的评价和试验方法。通过试验考察超滤膜污染变化规律,以及运行周期对膜污染指数计算的影响,并确定计算膜污染指数的运行周期;并对膜污染指数评价方法的可重复性进行检验：对化学清洗前后膜污染指数进行比较。试验表明,在过滤初期,滤饼污染和吸附污染并存,所以初期水力不可逆膜污染指数（HIFI）增长较快;中期超滤膜的吸附能力不断减弱,膜污染主要是滤饼污染,所以膜污染较为稳定：后期跨膜压力过大,压缩滤饼层,减小滤饼孔隙率,增加滤饼阻力,所以HIFI有所增加。同时短期的膜污染试验可以用来反映长期的膜污染情况,该超滤膜污染的评价方法重复性好,污染后的超滤膜经过化学清洗后。可以重复利用。     

超滤技术在水处理中的膜污染及控制

膜污染是超滤技术应用在水处理中的最主要限制因素,超滤膜污染和控制是近年来的研究热点。通过阐述超滤膜污染过程,分类膜污染形式,识别典型的膜污染物,深入了解超滤膜污染。通过混凝、吸附、氧化和生物处理等控制技术,可以在不同程度上减轻膜污染,未来实施集成预处理方法,追求最优化的膜污染控制手段,从而加速超滤技术的収展。     

浸没式膜生物反应器膜污染研究现状

简要分析了浸没式膜生物反应器(SMBR)中膜污染的机理.在文献和现场考察的基础上,对膜材料、混合液特性、操作参数与条件、膜的清洗与再生等几个主要方面的研究现状进行了分析和综述,指出目前研究的不足在于缺乏反应器结构优化及反应器内流场优化方面的研究.     

超滤膜净化有机废水及在线水力清洗对膜污染的影响

研究了恒压操作下用聚丙烯腈中空纤维超滤膜净化含腐殖酸类有机物废水的效果。结果表明:超滤工艺几乎可完全去除水中的浊度物质,对水中的天然有机物有一定的去除效果。在反冲洗水量相同的条件下,增加反冲洗频率,可大大减缓膜通量的衰减;频繁的在线水力清洗可有效地去除膜表面的污染物,减轻膜污染。     

电场对超滤膜污染和去除性能影响的研究

研究了电场对超滤膜污染和去除性能的影响。结果表明,原水中的腐植酸在电场中发生电泳迁移,减少了向膜表面的移动,同时发生凝聚现象,沉积在膜表面形成疏松的滤饼层,有效的减缓了膜污染。经过与普通超滤膜过滤的平行试验比较得出,附加电场后对羟苯甲酮(BP-3)的去除率提高了70%～100%。同时发现,吸附是大孔径低压膜去除小分子BP-3的主要作用,水中腐植酸的存在对超滤去除BP-3有一定的促进作用。通过稀HCl、NaOH溶液浸泡和水力冲洗,可有效消除膜污染,使得膜过滤通量得到恢复。     

微滤,超滤过程中的膜污染与清洗

本文综述了在微滤和超滤过程中，膜污染的影响因素，防止膜污染的措施的清洗方法的选择，指出料液粒子或溶质尺寸，膜结构以及膜与溶质间的相互作用都和膜污染程度有关；通过膜孔径，膜材料，膜结构，组件结构，料液温度，流速和压力的控制可以减轻或控制污染。     

水中环境条件对污水深度超滤过程中膜污染的影响

以二级处理水为原水,研究了pH值、离子强度、二价金属离子等水中环境条件以及有机物亲疏水性质对超滤膜过滤过程的影响。结果表明：（1）水中pH值较低或较高时,都会促使膜过滤前期通量的衰减,其中低pH值（pH为3）时,通量变化最大,而过滤后期衰减趋势均减慢并逐渐趋于平稳;（2）水中离子强度越大,膜通量的衰减越快,其衰减程度随着离子强度的增加而增加;（3）二价阳离子对膜污染有着显著的影响,它们所起的作用不仅仅是离子强度的影响,并且Ca2＋离子对超滤过程的影响要大于Mg2＋;（4）二级处理水中亲水性有机物含量略大于疏水性有机物,分别占总有机物的（以UV254计）57%和43%。亲水性和疏水性有机物的分子量分布总体上是相似的,主要是小分子有机物（分子量〈2k）含量较多;（5）水中亲水性有机物是引起聚醚砜超滤膜污染的主要物质。     

糖类和蛋白类物质污染聚砜膜的不同特性和微观机制

从多个角度对聚砜膜超滤葡聚糖和BSA水溶液时膜的污染特性和微观机制进行了分析和比较。实验测定了两种溶液的膜渗透通量随时间变化曲线;考察了气液两相流操作对两种溶液膜渗透通量的影响;对超滤葡聚糖和BSA水溶液后的膜进行了清洗实验;对超滤前后的膜进行了扫描电镜和XPS分析。结果表明,葡聚糖在聚砜膜面仅仅是沉积或物理吸附,而SA在聚砜膜面为伴随有电子转移的化学吸附。     

蛋白质与超滤膜界面作用能对膜污染机制的影响

比较了3种蛋白质引起的膜通量变化及膜污染情况,利用x DLVO理论分析了蛋白质超滤过程中的界面作用能对膜污染机制的影响。结果表明,卵清蛋白(Ovalbumin,OVA)造成的膜污染最严重,其次是牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)和溶菌酶(Lysozyme,LYS);在黏附阶段和黏聚阶段,极性力自由能起主导作用,范德华力和双电层力对其贡献很小;蛋白质分子从远距离逐渐接近UF膜或滤饼层时,极性力作用能对膜污染起主导作用,总界面作用能和作用范围是影响膜污染趋势的主要因素。     

膜本身性质对MBR膜污染影响研究进展

膜生物反应器出水水质稳定、占地小,是目前水处理的研究热点之一。但膜污染问题是阻碍该工艺发展的重要致因。其中膜本身性质是其关键影响因素。本文总结了膜本身性质对膜污染的影响研究进展,以期为推广该工艺的发展创造条件。     

MIEX-UF耦合工艺控制膜污染的行为及机理研究

以HA、BSA和SA模拟典型膜污染物,对比分析了一体式和分体式两种MIEX-UF耦合工艺在减缓膜污染方面的性能差异。结果表明对任何一种典型污染物来说,一体式MIEX-UF工艺减缓膜污染的效果都远远强于分体式MIEX-UF工艺。机理分析证明,即使MIEX对BSA的吸附去除高达91.4%,吸附也不是一体式MIEX-UF工艺减缓膜污染的最主要因素。尽管污染物的性质会影响一体式工艺中三种膜污染减缓机制的相对贡献比例,但MIEX与污染物间更强亲和力带来的动态膜效应始终是一体式MIEX-UF工艺减缓膜污染的最主要因素。污染物与MIEX间亲和力越强,一体式工艺对其造成的膜污染的减缓效果就越显著。因此,当以提高膜污染控制性能为目的时,在一体式吸附-UF工艺中吸附剂的选择更应该关注其与污染物间亲和力而不是吸附剂的吸附能力。     

膜生物流化床膜污染的影响因素研究

膜生物流化床(MB阳)是将传统生物流化床与膜生物反应器(MBR)有机结合的产物.试验采用恒定膜通量间歇出水方式,以跨膜压力(TMP)随时间的变化情况为考察指标,研究了膜通量、曝气强度、出水抽/停时间对MBFB膜污染的影响.结果表明,在次l临界通量条件下(3.2～8.2L·m·h-1),MBFB膜污染速率得到明显控制;曝气强度对TMP上升速率影响显著;连续抽吸时间对膜污染的影响比停抽时间更为明显.在总生物浓度为8.0 g·L-1左右时,膜通量为5 L·m-2·h-1,气水比为25:1、出水抽/停时间为5～7 min/3 min的条件下,可控制MBFB的膜污染始终保持在较低水平.     

化工厂用水超滤处理中膜污染及化学清洗方法

以某化工厂除盐水处理工程为例,阐述了超滤装置的工艺流程和运行方式,分析了超滤的工作原理及处理过程中膜污染的形成原因,提出了控制膜污染的化学清洗方法和清洗控制参数,为此类水处理工艺的日常运行管理和维护提供技术参考。     

水中天然有机物对超滤膜污染研究

对超滤膜受天然有机物污染的特性进行研究,同时考查无机矿物质成分对污染的协同影响。采用PES平板膜进行膜污染试验,模拟地表水研究腐殖酸以及钙离子的影响并进行了化学清洗试验。研究结果表明,在pH值为7.8,腐殖酸质量浓度为15 mg/L,操作压力0.1 MPa下,当钙离子浓度为4 mmol/L时,膜污染最为严重,10 min后膜通量降到起始膜通量的60%以下。先用0.1 mol/L的NaOH,再用0.5%的盐酸清洗后,膜通量可恢复至起始膜通量的98%。     

曝气量对微絮凝-曝气-超滤组合工艺中膜污染控制的研究

采用微絮凝-曝气-超滤组合工艺处理地表天然水体,硫酸铝作为混凝剂,研究曝气量对该工艺膜污染的影响。实验发现,当曝气量为20mL/min时,生成的滤饼层达到2.9μm,随着气体的引入,冲刷及扰动作用可以有效抑制滤饼层的形成,装置在60 mL/min的曝气量作用下,超滤膜的跨膜压差增长速率最低,超滤膜的过滤性能最好。当曝气量超过60 mL/min时,膜污染加剧,微絮凝生成的絮体被气泡打碎,絮体分形维数增大,生成的滤饼层更加密实,絮体破碎释放的有机物加重膜孔堵塞。因此,选择合适的曝气量对缓解膜污染至关重要。     

双金属催化滤料生物滤池处理效果及对膜污染影响研究

双金属催化滤料生物滤池替代传统生物滤池,作为超滤膜系统的预处理工艺,可提高三氮的去除效率,保证产水水质稳定,显著减缓超滤膜污染,延长膜使用寿命。生物催化滤池内催化还原反应促进反硝化系统的进行,保证了水中硝酸氮和亚硝酸氮的分解去除;研究表明,生物催化滤池预处理较常规生物滤池可将TOC的去除率由73.2%提高到81.5%,其增加部分的主要成分为可引起膜污染的芳香蛋白类和富里酸类有机污染物。此外,双金属催化滤料增加了滤池的过滤精度,其出水胶体平均粒径明显小于常规生物滤池。催化还原反应产生的铁离子在过滤紊流的环境中微絮凝,进一步去除了微污染水源水中的胶体和悬浮物,减轻了胶体颗粒对超滤膜的污染。除具有常规滤池的生物降解、过滤作用外,双金属催化滤料生物滤池还具有催化还原和微絮凝的协同作用,显著提高了水中有机污染物和胶体颗粒的去除率,超滤膜污染得到有效减缓。     

PAC-UF处理含蛋白质类溶液过程中的膜污染研究

使用粉末活性炭(PAC)-超滤(UF)组合工艺处理牛血清白蛋白(BSA)溶液,研究了不同PAC投量下组合工艺的膜污染情况。结果表明,PAC本身对膜污染无明显贡献,PAC吸附BSA后使得膜通量急剧下降;PAC对改善BSA溶液通过超滤的膜通量和膜污染阻力均有一个最佳投加值;PAC在膜表面形成的滤饼层对膜通量改善作用明显;PAC滤饼层主要形成可逆污染,而水中BSA则是不可逆膜污染。     

曝气量对微絮凝-曝气-超滤组合工艺中膜污染控制的研究

采用微絮凝-曝气-超滤组合工艺处理地表天然水体,硫酸铝作为混凝剂,研究曝气量对该工艺膜污染的影响。实验发现,当曝气量为20mL/min时,生成的滤饼层达到2.9μm,随着气体的引入,冲刷及扰动作用可以有效抑制滤饼层的形成,装置在60 mL/min的曝气量作用下,超滤膜的跨膜压差增长速率最低,超滤膜的过滤性能最好。当曝气量超过60 mL/min时,膜污染加剧,微絮凝生成的絮体被气泡打碎,絮体分形维数增大,生成的滤饼层更加密实,絮体破碎释放的有机物加重膜孔堵塞。因此,选择合适的曝气量对缓解膜污染至关重要。