膜分离中有机物的特性对去除率的影响研究

试验采用ESNA1-2012纳滤膜和ESPA1-2012反渗透膜对有机物进行了分离研究,研究结果表明,在膜分离过程中影响有机物去除率的因素较多,其中有机物的本身特性对其去除率的影响极大;有机物的物理化学特征参数影响是膜与有机物间排斥力的作用,而有机物分子量的相对大小影响则是膜孔机械截留作用的大小。当有机物的分子量小于膜的截留分子量时,有机物的物理化学特征参数成为影响其去除率的主要因素;当有机物的分子量大于膜的截留分子量时,有机物的分子量与其物理化学特征参数共同成为影响其去除率的主要因素。     

纳滤膜处理优质饮用水

本试验通过ESNAl-2012纳滤(NF)膜和ESPAl-2012反渗透(RO)膜对东湖自来水进行分离，说明了NF膜和RO膜去除有机物和无机盐的不同效果。根据本研究结果，为获得优质饮用水，除海水和高盐苦咸水外，对其它含盐量不高的水源选择NF膜更为合适，NF膜能满足对饮用水中高毒甚至“三致”作用的有机物去除的要求。     

超滤组合工艺在线加氯化学清洗中试研究

试验采用次氯酸钠对组合工艺之超滤膜组件进行在线化学清洗,旨在研究膜污染状况与特点。试验结果表明,水力清洗可有效恢复膜通量,反洗水加氯可有效延缓膜污染。在水力清洗废水中,相对分子质量大于1 k的有机物占有机物总量的87.3%,表明膜截留的大分子有机物可通过水力清洗使其从膜表明剥离;而在化学清洗废水中,相对分子质量小于1 k的有机物含量是水力清洗废水的2.6倍,故小分子有机物需要进行化学清洗方可恢复膜运行通量。化学清洗废水中的中性亲水和极性亲水组分分别占总溶解性有机物的44.9%和40.8%,水力清洗废水中的强疏水和弱疏水组分分别占总溶解性有机物的50.9%和23.6%,表明亲水性组分是造成膜不可逆污染的主要因素,而膜截留的疏水性物质可通过水力清洗将其从膜表面清除。     

基于微滤工艺处理微污染地表水的一体化设备开发研究

本文报导了一体化膜混凝反应器(MCR)，该设备采用连续进水、间歇出水的运行方式，对Ⅱ类和V类及劣V类地表水进行处理。结果表明：MCR对浊度、有机物和细菌有良好的去除效果；采用合适的投药量，出水水质可以满足生活饮用水卫生规范(2001)的要求。试验从2002年7月运行到12月，滤饼层和膜污染阻力之和仅占膜总阻力的25．4％；对膜进行清洗，发现膜比通量能恢复到新膜的99．7％。     

采用浸没式平板陶瓷膜处理东江原水的应用试验

采用过滤面积0.571 2 m2,孔径为60～70 nm的平板陶瓷膜,对东江原水进行过滤试验,研究在不同渗透通量、原水浊度、原水有机物浓度下陶瓷膜对浊度和有机物的去除效果,以及陶瓷膜跨膜压差的变化。结果表明,渗透通量、原水浊度和有机物浓度的升高都会引起跨膜压差的升高,其中有机物浓度的影响大于浊度的影响;膜出水水质分析表明陶瓷膜出水浊度稳定在0.1 NTU以下,各项指标除氨氮外都满足新的国家饮用水水质标准;陶瓷膜过滤能将病原微生物有效去除,从而提高水体的微生物安全保障水平;陶瓷膜能显著去除水中分子量大于2 000 Da的有机物,但对小分子有机物和无机离子基本没有去除效果。膜清洗试验表明,使用单种化学清洗剂时NaOH的效果最好。     

PTFE超滤膜对水中三种典型天然有机物的去除及其膜污染机制

研究聚四氟乙烯(PTFE)超滤膜对水中天然有机物的去除效果以及膜污染机制。天然有机物是膜污染中的主要污染物,其中腐植酸(HA)、海藻酸钠(SA)和牛血清蛋白(BSA)为典型的代表。过滤试验采用序批式,配制特定浓度的天然有机物水样进行死端过滤。通过采用紫外分光光度计和TOC-L仪测定水样的UV和总有机碳的值来评估PTFE对三种天然有机物的去除效果,同时采用扫描电子显微镜(SEM)对污染后的膜表面进行观察以推断其污染机制。此外,在HA原料液中添加钙离子(Ca~(2+))和鸡蛋白溶菌酶(LYS,带正电)进行过滤试验,探究PTFE对带不同电荷有机物的去除效果和超滤膜的污染机制。PTFE超滤膜对三种典型的天然有机物去除率以及膜污染情况不尽相同,对HA和SA的去除率远高于BSA,而对HA的去除率稍高于SA。HA和SA对PTFE的膜污染机制是先膜孔阻塞而后形成滤饼层,BSA则为膜孔吸附。PTFE对LYS的去除率几乎为零,但混合了HA和Ca~(2+)后的去除率显著升高,加入Ca~(2+)升高更明显,原因是Ca~(2+)与LYS不但有静电吸附作用,还有架桥作用,形成了更致密的滤饼层。     

管式膜-生物流化床处理生活污水试验研究

采用1种新型的管式膜-生物流化床工艺进行生活污水处理试验。结果表明,当调节HRT为3 h、曝气体积流量为60 L/h时,系统能长时间稳定运行,对COD、NH4+-N和TN的去除率分别达到95%、94.2%和84.6%,具有较好的降解有机物及脱氮能力。膜的截留对有机物和氮的去除起到一定的强化作用。     

混凝/超滤处理微污染原水的试验研究

采用混凝／超滤组合工艺对微污染原水进行试验。结果表明：混凝作为预处理可以有效地改善膜的过滤性能和提高去除有机物的效果。存在最佳混凝剂投加量,它可使膜过滤通量最大。     

钢铁废水溶解性有机物解析及其对反渗透膜的污染行为

针对钢铁废水深度处理工艺中超滤-反渗透处理单元反渗透膜元件有机污染问题,采用大孔吸附树脂分离法,将反渗透进水中的溶解性有机物进行分离,得到分别含疏水碱性有机物、疏水酸性有机物、疏水中性有机物和亲水性有机物的4个组分,对其进行组成分析并探究其对反渗透膜的污染行为。其中,亲水性有机物含量最高、疏水中性有机物含量最低。与亲水性有机物相比,疏水性有机物分子中含有更丰富的芳香结构或其他共轭结构,疏水酸性有机物芳香化程度最高。疏水中性有机物与膜表面疏水-疏水相互作用导致其易于在膜表面吸附,造成的通量衰减率最高,且水力清洗通量恢复率最低。含亲水性有机物组分造成的通量衰减率仅次于疏水中性有机物组分,因其有机物浓度较高、含亲水性有机物亲水性基团与膜表面氢键作用易于导致膜污染,而膜表面水力剪切作用有利于降低亲水性有机物污染层厚度和透水阻力。因此,疏水中性有机物和亲水性有机物是造成膜污染主要的溶解性有机物。可通过优化反渗透系统进水预处理工艺,强化去除疏水中性有机物和亲水性有机物,有望更高效地减轻反渗透膜污染。     

曝气生物滤池挂膜的中试实验

在曝气生物滤池的挂膜实验中，对氨氮指标和有机物指标有效性进行分析比较。实验结果表明，对于曝气生物滤池宜采用相对较稳定的氨氮去除率作为判断生物膜成熟和挂膜成功的基本标志。     

热处理条件对PVA/PAN和PPVA/PAN渗透汽化复合膜分离性能的影响

制备了以聚乙烯醇（PVA）、磷酸酯化聚乙烯醇（PPVA）和活性分离层的PVA／PAN、PPVA／PAN渗透汽化复合膜并用于乙醇－水恒沸混合物的分离。考察了热处理条件对复合膜分离性能及吸附性能的影响。结果表明,复合膜的分离性能主要是由热处理温度决定的,并且,PPVA／PAN复合膜比PVA／PAN复合膜具有更好的分离性能。确定了最佳的热处理条件,对于PVA／PAN复合膜：在403K下,热处理时间不小于4h,对于PPAV／PAN复合膜：在423K下,热处理时间不小于2h。     

PAC-UF组合系统在饮用水处理中的试验研究

试验考察了粉末活性炭(PAC)的投加对超滤膜(UF)运行性能的影响,结果表明：PAC投加到蒸馏水中使膜通量产生微小下降。单独用UF膜系统处理自来水时,膜的通量急剧下降,而PAC作为UF膜的预处理方式处理相同水量时,可以明显延长膜的运行周期;随PAC投量的增加膜稳定运行时间延长,通量下降率降低。物理清洗方式对PAC-UF组合系统中膜通量的恢复效果较好,而化学清洗方式对单独UF膜系统中膜通量的恢复效果较好。     

低温等离子体对AN-MA共聚物膜的表面改性

采用低温等离子体技术对丙烯腈－马来酸酐共聚物膜进行表面改性,运用ＦＴＩＲ－ＡＴＲ技术定性分析了处理后共聚物膜表面发生的化学变化,探讨了等离子体处理条件对共聚物膜的水 量及肌酐和尿素去除率的影响。结果表明,选择合适的等离子体处理条件,可获得水通量小而对肌酐尿素去除率较高的丙烯腈－马来酸酐共聚物膜。     

新型聚乙烯醇超滤膜的制备、表观特性及应用

采用戊二醛交联法,通过用聚乙二醇(PEG-1000)和戊二醛交联剂对基膜进行亲水化预处理,制备了一种新型聚乙烯醇(PVAL)超滤膜,研究了PVAL含量、添加剂分子量及含量、交联时间、热处理时间对膜水通量和截留率的影响,同时对膜的耐污染、耐高温及耐酸性进行了测定。实验结果表明,制备出优良PVAL超滤膜的最佳工艺参数为:PVAL质量分数8%,添加剂PEG-1000∶PVAL=1∶1,热处理30 min,交联10 min。该PVAL超滤膜具有优良的耐污染、耐高温和耐酸性,可获得广泛应用。     

溶剂对水处理用PVDF微孔膜结构性能影响

利用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、磷酸三乙酯(TEP)和二甲基亚砜(DMSO)4种溶剂制备PVDF微孔膜,考察溶剂对成膜性能的影响,除了测试膜结构、孔隙率、清水通量等常规指标外,增加膜污染速率指标,研究4种溶剂成膜在实际膜-生物反应器(MBR)内的运行情况,得到4种溶剂成膜结构不同,具有贯穿性指状孔的DMSO溶剂成膜具有最高的孔隙率,高清水通量,并在MBR内表现出最低的污染速率,最适于制备水处理用的PVDF膜;具有海绵状孔的TEP溶剂成膜具有最高的清水通量,高的孔隙率,在MBR内污染速率较低;DMF、DMAc溶剂成膜结构类似,具有不贯穿的指状孔,孔隙率及清水通量均较低,膜污染速率高,不适于水处理MBR用膜。     

超滤组合工艺深度处理城市污水研究

考察了4种超滤组合工艺(精滤-超滤、精滤-活性炭-超滤、精滤-活性炭-精滤-超滤和混凝沉淀-超滤)对城市污水的深度处理效果.结果表明,4种超滤组合工艺对浊度的去除率都很高,最高达92.2%,均能保证出水浊度低于1 NTU,说明超滤膜对浊度的去除效果很好;4种超滤组合工艺对有机物的去除率比较高,其中精滤-活性炭-精滤-超滤对有机物的去除效果最好;超滤膜对TN和NH_3-N的去除率比较低;4种超滤组合工艺的初始膜通量不同,精滤-活性炭-精滤工艺出水通量下降较快.     

反渗透技术用于高矿化度矿井水处理的研究

采用反渗透技术对高矿化度矿井水进行处理,考察了CPA(芳香族聚酰胺)膜对矿井水中各种离子的去除效果.试验结果表明:系统运行24 d,对矿井水的处理效果显著,Ca2+、Cl-、SO2-4、Mg2+各离子的平均去除率可分别达到98%、94%、98%、95%以上,系统出水水质稳定,出水达到国家饮用水标准;并根据静态清洗反渗透(RO)污染膜的分析结果,总结出反渗透膜的污染特征,最终优选出先碱洗后酸洗的膜清洗方案.     

絮凝-超滤组合工艺深度处理印染废水及阻力分析

采用絮凝-超滤组合工艺对工业印染废水的二级生化出水进行深度处理,探讨了絮凝、超滤及絮凝-超滤联用对废水中COD和浊度等去除的效果,从膜通量和膜阻力的角度分析了絮凝对减轻膜污染的作用.结果表明,超滤具有较好的除浊功能,去除率高达92%,COD去除率仅43%,PAC投加量为50mg·L~(-1)时,单独絮凝对浊度去除率可达60.5%,但对COD去除率低于20%.絮凝-超滤联用不仅能提高产水水质,使浊度和COD去除率分别达到99.8%和54%,而且对提高产水通量和减轻膜污染效果显著.通过阻力计算表明,直接超滤的阻力主要为可恢复阻力,不同压力下R_r/R_(ir)值均在0.7以上,絮凝+冲洗可大幅减小膜阻力,因而更适于工业化应用.     

集成膜技术处理微污染水的工艺研究

采用0.45μm微滤膜、不同截留分子质量的超滤膜(100、80、50,30.10、5 kDa)以及不同型号的纳滤膜(NF90、NF270、NF70)为试验用膜,并将这些膜进行优化组合,直接处理浙江省某流域河水.结果表明,采用0.45μm微滤膜、截留分子质量5kD的超滤膜作为预处理工艺,经NF90处理后,COD_(Mn)去除率达到89%,离子的去除率达到83%.采用直接膜处理工艺,可用微滤、超滤替代传统给水处理中的混凝、过滤、沉淀及澄清处理等微污染水预处理工艺,集成膜分离技术能很好地实现对微污染原水的彻底处理,出水水质稳定安全,完全达到健康饮用水标准.     

碳纳米管-聚偏氟乙烯共混超滤膜的制备及性能研究

采用硫酸、硝酸混酸改性多壁碳纳米管(MWNTs),将改性的MWNTs分散于1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,再与聚偏氟乙烯(PVDF)的NMP溶液混合,采用浸没相转化法制备MWNTs-PVDF复合超滤膜,考察了制膜条件对膜结构和性能的影响。结果表明,当铸膜液中MWNTs的质量分数到达0.09%、凝胶浴温度达到30℃时,纯水通量最大;随着预蒸发时间的延长,纯水通量下降;铸膜液溶解温度在40～80℃时,所制膜的纯水通量也随溶解温度的升高而增加。