在中空纤维膜中Dean涡降低浓差极化的试验研究

膜污染与浓差极化是不同的概念，两者是相互关联、相互影响的，浓差极化使膜表面被截留组分浓度提高，从而加速了膜污染过程的，而膜污染使部分膜孔堵塞，又会促使局部浓差极化的加剧．因而，膜污染与浓差极化成因果关系，浓差极化是导致膜渗流量下降和分离效率降低的原因．在中空纤维膜中，Dean涡这种不稳定流能有效地将膜靠近膜壁的浓差极化现象大大消除．通过设计一组试验，证明了浓差极化的危害性和Dean涡能较大程度的降低浓差极化．从能耗的观点上说，试验结果表明，有Dean涡存在的编织型中空纤维膜，其能耗低于直线型，其渗透流量和回收率高．图12．参19．     

纳滤纯化低聚壳聚糖制备液的膜污染

为了实现纳滤纯化低聚壳聚糖制备液技术的工业化,对纳滤过程中膜污染的形成进行研究,分析了电解质浓度对纳滤膜吸附层污染的影响和纳滤运行中的能量分布情况以及吸附层对电解质截留率的影响。结果发现,膜面吸附层污染与浓差极化存在复杂的交互影响。运行初期传质过程主要受浓差极化控制,低聚壳聚糖在膜面吸附形成的浓流层使浓差极化进一步加剧;随着低聚壳聚糖在膜面累积数量的增大,传质过程逐渐转变为吸附层结构和浓差极化共同控制。膜面吸附层的形成分为浓流层和致密层两个阶段,其中致密层是造成纳滤膜脱盐和操作性能恶化的主要原因,在操作过程中应及时控制和减缓该层的形成。     

陶瓷膜有机物污染的阻力分析研究

陶瓷膜污染主要由膜面滤饼层、膜面凝胶层、膜孔堵塞3部分污染组成,通过陶瓷膜污染过程的实验研究,对陶瓷微滤膜有机污染进行了阻力分析,分析了操作压力、模拟液浓度、模拟液温度对膜过滤过程中总阻力以及各部分阻力的影响。结果表明:在0.05 MPa～0.2 MPa的试验操作压力范围内,膜表面阻力所占比例均在75%以上,是膜污染最主要来源;膜孔堵塞阻力所占比例较小,且随着操作压力的增大,膜孔堵塞阻力越不明显;随着模拟液TOC值的提高,膜污染加剧,在3 mg/L～40 mg/L的实验浓度范围内,膜表面阻力均占总阻力的50%以上,是膜污染的重要来源;通过电镜对陶瓷膜被污染前后的断面进行扫描比较在微观层面上证实了阻力分析的结果。     

浸没式超滤膜运行中膜污染控制方法试验研究

进行中试试验研究浸没式膜处理地表水的膜污染控制方法,通过考察运行压力的变化,确定曝气、反冲洗、排污、化学清洗等运行操作条件对膜污染控制的效果.试验结果表明,曝气强度过高或过低均会使膜运行压力增长较快,试验中合适的曝气强度为45 m3/(m2·h);气水同时反洗较单独水力反洗的膜运行压力恢复效果好,水力反洗强度存在最优值60 L/(m2·h) ;浓差极化和膜孔吸附造成的阻力占膜阻力的绝大部分,必须定期对浸没式膜进行反洗排污;碱洗(NaOH+NaClO)对膜运行压力恢复效果好,水中有机物污染是造成膜污染的主要原因.     

质子交换膜燃料电池电压损耗

质子交换膜燃料电池电压损耗的定量分析,对于寻求膜电极性能的提升空间具有重要的参考意义。该文以实验室自制的膜电极为研究对象,对其内部损耗、 ohm极化、活化极化以及浓差极化依次进行了实验分析。结果表明:在阴极铂载量为0.2 mg/cm~2的膜电极中,活化极化在整体电压损耗中所占比例最高,这一现象在低温下愈发明显; ohm极化的占比最小,电流密度为1 550 mA/cm~2时,其最大值约为0.09 V;浓差极化在低电流密度区域的影响较小,在大电流密度区域以指数形式增长。经过对浓差极化的分析发现, 40%～44%的氧气扩散阻力主要来源于气体扩散层内的分子扩散阻力, 43%～50%的氧气扩散阻力主要来源于氧气穿过离聚物层到达铂表面的阻力。     

生物陶粒柱-PAC-MBR系统处理饮用水研究

利用生物陶粒柱和粉末活性炭结合膜生物反应器处理饮用水,研究表明,该预处理工艺不仅解决了膜生物反应器氨氮去除不力的弱点,避免了亚硝酸盐的积累,而且极大地降低了膜生物反应器的有机负荷.生物陶粒柱-PAC-MBR系统高锰酸盐指数平均去除率为76.97%,氨氮和亚硝酸盐的平均去除率分别达到了95.50%和99.15%;而预处理工艺还可以减轻浓差极化,延缓膜污染,在试验过程中形成的膜孔阻力和滤饼阻力之和比没有预处理的膜生物反应器中超滤膜下降了72%.     

膜生物反应器处理洗车废水中操作压力及环境因素对膜过滤性能的影响

通过膜生物反应器(MBR)处理某车辆厂洗车废水的实验研究,结合理论计算,分析了操作压力及环境因素对膜过滤性能的影响.研究结果表明,在低压区,膜本身阻力占主导地位,它与操作条件无关;在中压区,浓差极化阻力占主导地位,它与其他操作条件关系密切;在高压区,凝胶层阻力占主导地位,操作压力增加对膜通量影响不大,在此阶段膜分离特性还与污泥浓度、膜面流速等操作条件有关.所以,采用膜反应器处理洗车废水,在MBR中存在一个临界压力,当操作压力高于临界压力时,膜通量随操作压力变化不大,而膜表面污染却明显加剧.因而设计膜生物反应器时,操作压力是一个重要的参数.此外.还研究了温度、pH值、水力停留时间等环境影响因素对膜过滤性能的影响.     

L-赖氨酸在中空纤维膜和平板膜中的超滤动力学

分别在中空纤维膜和平板膜中考察了L-赖氨酸超滤动力学，结果表明：中空纤维膜的过滤通量大于平板膜，总过滤时间正相反；L-赖氨酸超滤动力学可以拟合为浓差极化-凝胶层模型，中空纤维膜较平板膜更符合此模型。     

死端型微滤膜的污染机理分析

研究使用死端型微滤去除金枪鱼脾脏提取物中悬浮大颗粒过程中的膜污染机理.膜孔堵塞阻力以及膜表面滤饼层阻力.膜孔堵塞是引起膜通量降低的主要污染机理.而膜表面的滤饼层则决定微滤过程的持续时间.改变膜孔径和透膜压力可影响不同膜污染机理间的转化,从而改变了不同污染机理的持续时间.微滤前离心和预过滤去除了金枪鱼脾脏提取物中的部分悬浮颗粒,改变了其中颗粒尺寸分布从而影响了微滤过程中污染机制.观察发现,颗粒尺寸分布是膜污染机制中较重要的因素.     

混凝-超滤处理聚驱采油废水工艺研究

对应用混凝-超滤组合工艺处理聚驱采油废水进行了研究,考察了混凝剂PAC用量、pH值、温度、速度梯度G值、跨膜压力等因素对混凝超滤处理聚驱采油废水效果及膜污染状况的影响,并对膜清洗及膜污染机理进行了研究.结果表明,当PAC质量浓度为400 mg/L、pH值为8.2,温度40℃,速度梯度G值在380 s-1,跨膜压力为0.04 MPa时,处理效果最佳,对废水中油质量浓度、浊度、HPAM、COD的去除率分别为92.7％、94.6％、87.5％、95.2％.对膜污染动力学模型的考察结果显示膜污染主要由浓差极化引起.     

电凝聚控制MBR膜污染的研究

试验考察了SECMBR的膜过滤特性,探讨了电凝聚对控制MBR膜污染的作用及机理.试验结果表明:胞外聚合物(EPS)、溶解性代谢产物(SMP)、ζ电位和污泥颗粒粒径等是膜污染的重要影响因素.SECM BR的膜污染远小于SM BR;SECM BR原位溶出铁离子与EPS结合,絮凝性增强,滤饼层污染减轻;SECM BR中电凝聚可降低单位容积活性污泥分泌的SM P与EPS,减轻膜污染;SECM BR降低EPS和SM P中主要污染物蛋白质的比例,减轻膜污染;ζ电位与Rc之间呈负相关,在SMBR与SECMBR中相关度分别为-0.798 8和-0.557 4.SECM BR在电场与铁粒子作用下降低了ζ电位绝对值,减轻了膜污染.     

在线周期反冲洗超滤膜污染过程研究

采用切割分子量105Da的中空纤维超滤膜,对污水厂二沉池出水进行了不同频度周期反冲洗超滤试验,试验结果与膜污染过程的理论分析相一致.过滤膜阻与反冲洗次数或过滤时间的关系曲线可分为两段:起初的增长段为不可逆滤饼层的累积阶段,直线的斜率为各次反冲洗不可逆膜阻增量;后期的水平段为滤饼层累积与剥离达到相对平衡的阶段.增加在线反冲洗频度降低了不可逆膜阻增量,有效提高了净产水速率.扫描电镜分析结果表明,水力反冲洗去除了部分膜表面污染物,将滤饼层变得松散,一定程度上减轻了膜污染,经化学清洗后,膜表面的滤饼层基本被去除.     

悬浮填料控制MBR膜污染效能研究

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器中投加软质多孔、悬浮填料处理人工废水。分析测定膜污染阻力（Rf）、滤饼层阻力（Rc）、膜通量（FLUX）、跨膜压力（TMP）及处理水浊度和CODCr的变化,研究软质悬浮填料控制膜生物反应器膜污染的效能。实验结果表明,投加软质悬浮填料能有效降低膜污染阻力、滤饼层阻力和跨膜压力,增加膜通量,有利于延缓膜污染,提高膜组件的过滤性能;MBR中投加软质悬浮填料能提高CODCr的生物去除效率,但是降低了膜组件对微小悬浮固体的截留效能,增加了出水浊度和CODCr浓度。     

膜分离技术在再生水中的应用及膜污染研究进展

传统的废水处理工艺在一定程度上成功地处理了排放的废水.然而,改善废水处理工艺是必要的,以便使处理后的废水能重复使用.膜技术已成为从不同的废水中回收再利用水的最佳选择.介绍了超滤膜、反渗透膜、微滤膜和纳滤膜的特征,阐述了这些膜在再生水中的研究近况以及膜污染的类型和清洗方法,最后展望了膜工艺在再生水中的应用与发展.     

天然水污染膜的物质研究

膜污染是膜在饮用水处理中遇到的最重要问题，为此，需要了解天然水中造成膜污染的物质．笔者通过扫描电镜观察，色质联机以及分子量分布手段分析膜清洗水，了解膜污染的物质构成．结果表明，引起膜污染的有机物主要是以烷烃类的非极性和弱极性的有机物；造成膜污染的无机离子主要是硅、铁、锌和锰等高价的阳离子，其中铁质量浓度最高．对膜清洗水进行的有机物分子量分布的测定表明，小分子量的DOC容易污染膜；而UV254无论分子量大小，都会对膜造成污染．     

粉末活性炭吸附对超滤膜处理再生水膜污染状况的影响

利用粉末活性炭-超滤(PAC-UF)组合工艺处理污水厂二级出水中腐殖酸(humic acid,HA)溶液,主要考察在不同的PAC投加量工况下对膜通量的影响、膜污染阻力变化、Hermia经典过滤堵塞模型拟合和膜污染趋势分析情况。结果表明,PAC颗粒本身几乎不会影响膜通量的下降,处理腐殖酸类有机溶液的PAC最佳投加量为20 mg/L;腐殖酸导致的膜污染以不可逆膜污染为主,其与滤饼层污染模型的拟合度最好;将超滤阶段分为初期黏附阶段与后期黏聚阶段,初期阶段导致的膜通量下降更加剧烈,后期阶段形成的滤饼层有效的拦截有机物避免直接接触超滤膜。     

海水淡化膜蒸馏膜的研究现状与展望

海水淡化技术(热法和膜法)是一项有望使人类摆脱淡水资源短缺困境的有效方法，其中，膜蒸馏技术是一种能源消耗低、脱盐能力强且有望实现淡水经济可持续生产的新型膜分离技术，但是膜蒸馏性能在很大程度上受膜污染与温度极化的制约，严重阻碍了其规模化应用，为此，研究人员围绕膜改性做了系列研究，以提高膜抗污染性并最大限度地降低温度极化。从阻碍膜蒸馏发展的问题入手，简要介绍了膜污染与温度极化及其对膜蒸馏造成的不利影响，综合分析了当前通过构造特殊润湿性表面抵抗膜污染以及利用限域加热降低/消除温度极化的研究现状，并指出当今膜蒸馏膜面临的问题，认为未来对于膜蒸馏膜的研究应从以下几方面开展：1)选用高导热/高光吸收的材料制造有限域加热功能并具有特殊润湿性表面的膜；2)设计能够适应多元污染物进料液的膜蒸馏膜；3)构筑一体化的具有高导热/光吸收性亲水层的Janus膜。