外压列管式膜组件的改进及其应用

以炼油厂含油污水为介质，对新组装的一台外压列管式膜组件分离装置的分离透过性能及浓差极化进行了研究。结果表明，以超滤法处理含油污水时，透过速率的控制因素是凝胶层。对列管式膜组件，在壳程加折流板可以大大减少浓差极化的影响，一米长的膜管以设４块折流板为宜。得出了加折流板的膜组件能量与雷诺准数之间的关系式及其常数可由实验确定。     

电场作用下支撑熔盐膜分离CO_2的研究──非平衡态热力学的应用

应用线性非平衡态热力学理论研究了三元熔盐电解质体系中ＣＯ２的传递过程，建立了电场作用下的支撑熔盐膜中ＣＯ２传递速率的数学模型。理论结果与实验结果符合较好。     

从n型硅到RTN超薄SiO2膜的电流传输特性

用卤素钨灯作辐射热源，对超薄(10nm)SiO2膜进行快速热氮化(RTN)，制备了SiOxN，超薄栅介质膜，并制作了Al／n-Si／SiOxNy／Al结构电容样品．研究了不同样品中n型Si到快速热氮化超薄SiO2膜的电流传输特性及其随氮化时间的变化．结果表明：低场时的漏电流很小；进入隧穿电场时，I—E曲线遵循Fowler-Nordheim(F-N)规律；在更高的电场时，主要出现两种情形，其一是I-E曲线一直遵循F-N规律直至介质膜发生击穿，其二是I-E曲线下移，偏离F-N关系，直至介质膜发生击穿．研究表明，I-E曲线随氮化时间增加而上移．文中对这些实验结果进行了解释．     

零流电位技术条件下聚胭脂红膜的制备及其对pH值的响应

采用零流电位技术对在铅笔芯电极表面电聚合胭脂红膜的聚合条件进行了优化,制备出对pH值具有稳定灵敏能斯特响应的聚胭脂红膜,计算出膜与质子在不同pH下的交换反应速率常数.由于聚胭脂红膜与溶液中的质子可以发生一级动力学交换反应,且交换速率常数随pH的增大而增大,因此导致膜零流电位负移程度加大,使膜电极的零流电位与溶液的pH值在3.29~11.58的范围内符合下列等式:EZCP/mV=(280.3±6.3)-(15.11±0.68)pH(R=0.997,n=9).该聚胭脂红膜修饰铅笔芯电极具有良好的重复性、精密度与准确性.     

分子间作用力对制备含有机废弃之水泥浆体影响研究

研究以水泥处理固体有机物时，有机物对水泥水化的影响。以膜流模式说明水份在水泥浆体内传输的现象。水膜存在半干之水泥浆体，其厚度小于100nm，膜流由离分压所驱动，而离分压来自分子间作用力。膜拟结果发现，水泥浆体内局部位置可用以进行水化之水量为Q=-Aslv／6vπ。当有机物添加在水泥浆体内时，会影响Hamaker常数，Aslv因此可能使膜流不稳定或完全抑制膜流，因而使水泥浆体内局部缺水，影响水化进行，造成成品强度降低，影响品质。     

高分子液晶膜的形成及其氧氮渗透性

应用偏光显微镜、扫描电子显微镜、ＤＳＣ以及测定氧氮渗透性，对乙基纤维素液晶溶液和低分子液晶共混膜在电场下取向膜和非取膜的结构和性能进行研究，结果表明：高分子液晶和低分子液晶在电场下的均发生排列取向，渗透系数提高，渗透比稍微降低；各向同性溶液在电场下不发生取向；撤离电场后，发生部分分解取向，解取向程度与ＭＢＨｐＡ的含量和实验温度有磋。     

草酸中多孔阳极氧化铝膜生长动力学和形态结构研究

为分析多孔阳极氧化铝膜形态参数和氧化条件的关系,在恒流条件下对0.3 mol.L-1草酸电解中形成多孔膜的生长动力学进行了研究.采用扫描电子显微镜和氧化膜质量测定方法检验了电流密度、温度和氧化时间对氧化膜生长动力学和氧化膜形态的影响.通过电压-时间曲线研究了氧化膜的电化学特征,并采用一元线性回归模型预测了氧化膜的生长速率.实验结果表明氧化膜的生长速率随电流密度的升高而升高,随温度的升高而下降.氧化膜质量的增长速率也随着电流密度的升高而增大.     

南美白对虾养殖海水陶瓷膜超滤和絮凝超滤研究

以渤海黄骅地区南美白对虾养殖用海水为研究对象,通过陶瓷膜超滤和絮凝超滤处理研究,摸索出陶瓷膜超滤养殖用海水工艺条件.①对于普通汪子砂滤海水(TOC=18.55～20.05 mg/L),保持膜通量134 L·m~(-2)·h~(-1)时超滤,20 min恒流运行,跨膜压差0.04～0.062 MPa;当膜通量保持223 L·m~(-2)·h~(-1),跨膜压差0.10～0.12 MPa,12 s反洗可以恢复膜通量.经陶瓷膜超滤后TOC去除率47.16%,UV254去除率1.10%,弧菌去除率100%.②对于有机物丰富汪子砂滤海水(TOC=55.0～59.16 mg/L),超滤处理时,保持膜通量31 L·m~(-2)·h~(-1),10 min恒流运行,跨膜压差从0.14 MPa迅速升至0.20～0.21 MPa.经陶瓷膜超滤后TOC去除率74.49%,UV254去除率32.80%,弧菌去除率100%.③有机物丰富汪子砂滤海水,通过PAC絮凝预处理,PAC添加量45 mg/L,搅拌絮凝时间20 min.保持膜通量105 L·m~(-2)·h~(-1),20 min恒流量运行、12 s反洗,跨膜压差0.05～0.056 MPa;保持膜通量200 L·m~(-2)·h~(-1),跨膜压差0.11～0.13 MPa.絮凝预处理有效减缓膜污染和提高了膜通量.     

电场作用下PAN/PS共混膜的特性

以相对分子质量67000的牛血清蛋白为超滤分离对象,通过测定膜通量、截留率、膜通量衰减程度和恢复率等膜参数,研究了外加直流电场作用下聚丙烯腈/聚砜共混膜的分离性能.结果表明:外加正电场时共混膜的膜通量和截留率都有所提高,在外加+120V/cm的电场时,分别提高了85%和1.1%;在外加+60V/cm的电场时,膜通量由57 14%降低到26.33%;经过"电场自洁净"的共混膜其膜通量的恢复率可达到90%以上.因此,外加电场可改变共混膜的分离性能,提高膜通量、截留率以及抗污染性.     

面向应用过程的陶瓷膜设计方法

无机陶瓷膜以其优良的材料性能获得了广泛的应用，由于膜品种的定型化，使膜应用研究受到一定的限制，面向应用过程来设计最优化性能陶瓷将会是一个重要的发展方向。在提出面向应用过程的陶瓷膜设计基本研究框架基础上，以颗粒体系为对象，建立起包含膜结构的微滤模型，考察膜孔径、厚度，孔隙率等结构参数微波性能的影响，从而从理论上建立颗粒体系微波过程中最优膜的选择方法。     

Dynamic Membrane for Cross-flow Micro-filtration in Treating Activated Sludge

Mixed liquid of activated sludge （AS） were micro- filtrated by dynamic membrane （DM） made of 6 000 mesh kaolin. The results illustrated that the permeate quality and flux with DM filtration were superior to that with direct filtration in treating AS. The experiments of membrane washing showed that DM could abate the internal fouling of membranes efficiently, and the permeate flux of renewed membrane reached 90% of that of new membranes. The denser the mixed liquid suspended solids （MLSS） were, the lower the permeate flux was. Increasing of both flow velocity over the membrane surface and trans-membrane pressure （TMP） could lead to some enhancement of permeate flux, while the former approach could be carried out more economically. The feasibility of application of the DM to membrane bioreactor （MBR） has been ascertained.     

磁场在膜过滤电解质溶液体系中的应用

将磁场作用于陶瓷膜过滤电解质溶液体系,改变水溶液中离子的水合状态,磁场对膜通量没有影响,但可以提高过滤电解质溶液时的离子透过率;磁场作用方向和膜面流速的改变对离子透过率的影响不明显;增大磁感应强度、提高电解质溶液的浓度、减小膜孔径时,磁场对过滤过程的影响作用更明显。采用膜过滤的方法清洗颗粒表面的离子时,加入磁场的作用可以提高离子洗涤的速度,且颗粒浓度比较低时,清洗速度加快。     

膜蒸馏法浓缩中药提取液过程膜污染机理类型的确定

用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜对中药提取液进行直接接触式膜蒸馏,测定了不同封装分率和料液流量下的跨膜通量。应用膜污染机理中的4种过滤模型分别对实验数据进行线性拟合,结果发现滤饼过滤模型的拟合程度最好。这说明在所研究的过程中膜污染物基本没有进入膜孔,为时短暂的膜孔堵塞也可以忽略,膜表面上滤饼层增厚是导致跨膜通量下降的最直接原因。     

超滤运行条件对跨膜压差影响的试验研究

为优化超滤运行工况,降低膜污染和提高超滤产水率,对超滤的水力反洗方式及运行参数进行试验研究．结果表明：超滤以75L／（m^2·h）恒流过滤45min后进行水力反洗,“正洗＋反洗＋正洗”为最佳水力反洗方式,第1次正洗4s,反洗8s和第2次正洗8s时,冲洗水中粒径2μm以上的颗粒数达到峰值．超滤运行适宜的正洗1、反洗和正洗2的时间分别为10,10和25s．水力反洗趋于稳定时,冲洗水中2μm以上的颗粒数为472mL^（-1）,其中15／μm以上的颗粒数仅为9mL^（-1）．反洗流量和超滤过滤流量的比值k应在2．0～2．5之间,超滤过滤时间与反洗时间的比值r控制在67．5以内,超滤水力反洗后跨膜压差可有效恢复．     

超滤膜过滤通量计算模型的实验

采用中空纤维超滤膜装置去除饮用水中污染物,实验结果表明操作压力约在0.2MPa内,过滤通量与操作压力成线性增加关系;在操作压力恒定时,过滤通量随着原水溶液浓度的增加而减少.并指出原水中有机物的含量对过滤通量的影响较大,为了提高过滤通量,可降低溶液中有机物的浓度.通过对实验数据进行线性回归,提出了超滤膜过滤通量计算的经验公式,同时还认为该计算模型可给类似体系的超滤工程设计提供参考依据.     

浸没式超滤膜过滤器内流场的数值模拟

利用计算流体动力学(CFD)方法对浸没式超滤膜过滤器内的流场进行数值模拟,通过计算得到过滤器内流体速度场,压力场和紊流强度的分布情况,并针对膜组件放置位置不同,对3种方案进行分析比较.结果表明,在过滤器后端壁面处会形成回流区,影响水流均匀分布;两膜组件之间间距较小的情况下,会降低膜表面的水流紊动强度,这有利于均匀布水和颗粒的沉积,从而提高过滤效率.     

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.     

无机陶瓷膜分离沙枣多糖的研究

以沙枣多糖的回收率、浓缩效率、膜污染率和膜通量为指标,优化了无机陶瓷膜分离沙枣多糖的工艺参数及膜的清洗方案。在操作压力0.1 MPa,温度30℃,料液比1∶60的条件下分离沙枣多糖提取液,多糖的回收率、浓缩效率、膜污染率和膜通量分别为98.6%、28.4 L//m2·h、11.6%和46 8L//m2·h;采用不同化学清洗方法对陶瓷膜清洗效果进行分析,结果表明用0.5%的HNO3清洗效果最好,可使膜通量的恢复率达到92%。该研究表明利用陶瓷膜分离沙枣多糖是可行的,并且为膜分离多糖的研究提供一定的技术依据。     

电絮凝强化陶瓷微滤膜出水水质研究

为提高陶瓷微滤膜净化微污染水的效果,采用电絮凝预处理工艺提高陶瓷膜的出水水质。研究了电流密度、进水流量以及过滤模式对组合工艺出水水质的影响,得到了最佳运行参数:电流密度2.0 m A/cm2,进水流量4 L/min,过滤模式为错流过滤浓水全排除。同时,对比了化学絮凝和电絮凝对陶瓷微滤膜出水水质的影响,结果表明:电絮凝对有机物的去除效果不及化学絮凝,两者的差距随着Al3+浓度的增加而增大。     

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。