SUVA值与超滤膜污染的关系

以比紫外吸光度(SUVA)值作为水样中有机物亲疏水特性的表征,基于滤饼过滤模型分析SUVA值变化对膜通量的影响,探究其与膜污染的关系.对以胡敏酸和富里酸配制不同SUVA值的水样进行试验,结果发现:随着水样中胡敏酸质量浓度的升高,SUVA值增大,水中疏水性有机物比例提高,亲水性有机物质量浓度减少;水样经过超滤后SUVA值降低8.35%～43.4%;超滤对有机物的截留以强疏水性有机物为主,截留率在65.79%以上.滤饼过滤模型能很好地拟合试验结果,模型中反应滤饼阻力的kp值与SUVA值显著相关,SUVA值较高的水样,其膜污染程度较高.     

有机物的特性对超滤膜通量的影响

采用DAX-8型树脂,将有机物分离成疏水性和亲水性组分,并研究它们各自对超滤膜通量的影响.试验表明,投加100 mg.L-1粉末活性炭,尽管总有机炭(TOC)去除率达40%,但膜过滤通量没有得到改善.投加25 mg.L-1和100 mg.L-1硫酸铝混凝剂,TOC去除率仅为19.2%和31.6%,但通量得到了明显的改善.研究表明,通量的下降在很大程度上取决于超滤膜截留有机物的组分.膜截留疏水性有机物越多,则通量下降也越严重.研究同时表明,超滤膜过滤混凝和粉末炭处理水,截留在膜内的有机物组分有很大的不同.过滤混凝处理水时,膜倾向于截留亲水性有机物,而过滤粉末炭处理水时,膜倾向于截留疏水性有机物.     

有机物的相对分子质量对膜过滤通量的影响

研究有机物的相对分子质量对超滤膜过滤通量的影响．试验结果表明，水中相对分子质量大于30000的有机物是造成膜通量下降的主要因素．混凝处理能有效去除相对分子质量大于30000的有机物，提高过滤通量．相对分子质量在1000～10000的中性亲水性有机物，主要通过堵塞膜孔而造成膜通量缓慢下降．用混凝去除中性亲水性有机物的效果很差，防止或减缓膜污染的作用有限．     

高锰酸钾预氧化对有机物构型与超滤膜污染的影响

以引黄水库水为水源,基于超滤组合工艺中试装置,考察KMnO4预氧化对有机物转化和超滤膜污染的影响。研究结果表明:原水以相对分子质量大于3×103的有机物为主,亲疏水性有机物比例相当。混凝沉淀主要去除疏水性与相对分子质量大于1×105的有机物,去除率分别为13.50%和47.06%。随投加量的升高,KMnO4对相对分子质量大于1×105的有机物去除率增加,同时产生了较多相对分子质量为3×103～1×105的有机物;水中疏水性有机物随之由降低变为升高。当KMnO4投加量适量时,可以减少膜污染,当投加量过高时,则会增加膜的不可逆污染。超滤膜去除的主要是疏水性有机物,相对分子质量大于1×105和1×104～1×105的有机物分别是造成膜可逆与不可逆污染的主要因素。超滤反洗废液中主要为相对分子质量大的疏水性有机物,化学清洗废液中的Mn含量随KMnO4投加量升高而增大。     

再絮凝预处理对超滤膜的污染控制研究

试验针对混凝-沉淀-再絮凝-超滤组合工艺对水中有机物的强化去除效果和膜污染的控制效能展开研究.结果表明:再絮凝-超滤组合工艺对有机物的单元去除率可达26%,远高于传统的超滤膜组合工艺;同时,该工艺对有机物的去除主要体现在对中性亲水性有机物和分子量分别大于10kDa和小于1kDa的有机物方面,与传统超滤膜工艺有较大区别.当采用硫酸铝作为再絮凝剂,其投加量达到6.0mg/L时,统一膜污染指数(UMFI)达到最小(0.061 3m2/L),表明再絮凝预处理工艺能够更为有效地控制超滤膜的污染.Zeta电位的测试结果表明:再絮凝过程可使沉后水中残余的胶体Zeta电位降至0,从而减轻了膜表面对污染物的吸附;而再絮凝过程中微小絮体的形成也使得沉后水中颗粒物粒径增大,防止了膜孔堵塞现象的发生并使得形成的滤饼层结构较为松散,从而取得良好的超滤膜污染控制效果.     

阳离子分散剂疏水链结构对水性超细涂料性能的影响

利用微射流制备水性阳离子超细涂料体系,研究不同疏水链结构的季铵盐阳离子分散剂对超细涂料体系的性能影响.结果表明,微射流处理30min平均粒径可达200nm且分布均匀,Zeta电位接近50mV.疏水链为十四烷基时离心稳定性最高可以达到75%,Zeta电位随着疏水链的增加而升高,粒径和黏度在达到饱和吸附之后则变化不大.     

藻源型有机物氯化消毒副产物的生成特性

通过亲水、疏水组分分离和电渗析获得6种不同特性的铜绿微囊藻细胞胞内外富氮有机组分,其中溶解性有机氮(DON)的质量浓度范围为0.57~1.69 mg/L;三维荧光光谱图表明,疏水性有机物主要由类腐殖质物质组成,亲水性有机物主要由蛋白质组成.经过3天氯化培养实验,分析比较各有机物组分含碳(氮)消毒副产物的生成特性.结果表明,细胞内外强疏水性有机物组分的三卤甲烷生成潜能最大,以生成三氯甲烷为主;卤代酮生成潜能与细胞内外各有机物组分有明显相关性;细胞内亲水性有机物组分的含氮消毒副产物生成潜能(DBPFP)最大;各组分消毒副产物生成潜能并不完全由溶解性有机碳(DOC)与溶解性有机氮的质量浓度比值的大小决定,还由DON的性质决定;细胞外有机物组分的DBPFP高低与芳香性有机物的含量呈正相关,细胞内有机物组分的DBPFP还受芳香性有机物性质的影响;细胞外有机物组分消毒副产物生成总量的顺序为:强疏水性组分亲水性组分弱疏水性组分;细胞内有机物组分消毒副产物生成总量的顺序为:亲水性组分强疏水性组分弱疏水性组分.     

动态膜处理污水性能的研究

研究了在陶瓷管载体内壁制成高岭土动态膜及动态膜对城市二级出水的过滤性能、动态膜的清洗和再生方法。实验中采用错流操作方式处理二级出水，结果表明，涂膜液中高岭土质量浓度在0.3～0．7g／L、涂制时间在10～37min时，成膜的水处理性能差别不大；跨膜压差对过滤有一定影响，当0．1～0．3MPa时，滤出液通量基本相同，但明显低于0．4MPa时滤出液通量；错流速度对过滤影响显著，速度愈大则滤出液通量愈大，错流速度在1～2m／s时出水通量比较稳定，动态膜对浊度的去除率基本上为100％，对COD（化学需氧量）去除率约为40％。     

PAC影响MBR膜阻力的实验研究

进行了PAC-MBR和MBR处理废水的对比实验研究,主要分析投加PAC控制膜污染以及膜阻力的变化情况.控制膜组件跨膜压差在2.6~26kPa区间内,测定实验数据,发现投加PAC后系统处理效果略有提高;对两系统上清液溶解性有机物进行检测,得出PAC对低分子量溶解性有机物以及疏水性有机物的吸附效果好,可减缓膜污染.此外,投加PAC显著延长了膜的使用周期,利用达西公式计算其膜阻力,发现PAC的投加对减少滤饼层阻力有利.     

预处理工艺控制膜污染试验及其机理分析

探讨了3种不同预处理技术对延缓超滤膜污染的作用.试验表明,前臭氧+在线混凝+超滤(工艺1)、前臭氧+超滤(工艺2)、前臭氧+预氯化+超滤(工艺3)3种工艺超滤膜过滤的临界通量分别为86.5,59.8,68.1L·(m2·h)-1.其中工艺1临界通量最大,且其稳定运行的时间最长(约190h),能够在一定程度上控制膜污染,这主要是因为水中的有机污染物质通过"矾花"被吸附到胶体类颗粒物上,通过膜筛分截留,减缓了有机污染物质与膜表面的接触与相互作用.控制、缓解膜污染方面,工艺3效果最好,其原因是在NaClO作用下有机物分子特征改变,一方面降低膜的通量负荷,改变其亲疏水性,另一方面NaClO使得滤饼层的电负性增大,过滤截留物和溶解性有机物较易在水力冲洗中被冲掉,跨膜压差得到很好恢复.通过扫描电镜发现,超滤膜表面附着一层滤饼层,滤饼层较疏松,而膜孔已被污染物堵塞;红外光谱研究发现,超滤膜经过氧化预处理和化学清洗,膜表面的某些基团被氧化,膜表面特性被改变.     

脂肽类生物表面活性剂对细菌表面亲疏水性和粘附性的影响

地衣芽孢杆菌(B acillus lichen if orm is)NK-X3产生的脂肽类表面活性剂具有高表面活性,其临界胶束浓度(CM C)值为30 m g/L.采用接触角测量和烃粘附率实验研究低于CM C值的脂肽浓度对细胞表面亲疏水性和粘附性的影响.结果表明,脂肽具有改变细菌表面的疏水特性,使亲水性的NK-X3菌疏水性增强,疏水性的K 80-B菌疏水性减弱.脂肽改变细菌细胞表面的亲疏水性,从而改变细菌的粘附性.     

呋喃二烯纳米结构脂质载体的制备及包封率的研究

选择固体脂质单硬脂酸甘油酯和液态油辛酸／癸酸三甘油酯,以制备一种新型固体脂质纳米粒——呋喃二烯纳米结构脂质载体（FN—NLC）传递系统,并考察其理化性质．采用热融一超声分散法制备FN—NLC．以包封率、平均粒径和Zeta电位为指标,考察了脂质的种类、固体和液态脂质的比例、乳化剂的种类和用量等影响因素．经单因素考察和正交试验设计优选,确定单硬脂酸甘油酯与辛酸／癸酸三甘油酯为脂质材料,所制备的FN—NLC的平均粒径为125．1nm,Zeta电位30．19mV,多分散系数0．201,载药量4．2％,包封率93．5％．于4℃放置6个月,平均粒径、Zeta电位、包封率无明显变化．本研究为NF—NLC的研究和开发奠定了基础．     

电凝聚膜生物反应器膜过滤特性

以模拟印染废水为研究对象,考察了ECMBR和MBR系统中的膜污染和污泥混合液特性.结果表明:两系统膜过滤阻力均以沉积阻力为主,MBR和ECMBR中沉积阻力分占总阻力的99%和9334%,但ECMBR总阻力仅为普通MBR污泥总阻力的1/4,电凝聚可有效降低沉积层阻力.对比分析两系统中的混合液特性,ECMBR中污泥平均粒径大,Zeta电位绝对值小,胞外聚合物和溶解性微生物产物浓度低,污泥相对疏水性较高.电凝聚通过改变混合液特性,从而有效改善膜生物反应器过滤性能,增加膜通量,减少膜过滤阻力.     

聚酰胺复合纳滤膜对苦咸水的处理效能研究

为了利用我国西北地区的苦咸水资源,满足日益增长的饮用水需求,利用自行制备的典型聚酰胺复合纳滤膜处理西北某地经过混凝+沉淀+石英砂过滤预处理的苦咸水,研究该纳滤过程的处理效能.结果表明,该纳滤膜能有效截留原水中各类无机离子和溶剂性有机物,保证出水满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对相关指标的要求;综合考虑膜污染速率和溶质截留情况,认为选用0. 5 MPa的跨膜压差是较为合适的;纳滤膜处理该苦咸水时的膜污染为天然有机物的有机污染和无机盐沉淀的无机污染的共同作用.     

混凝/吸附预处理对超滤膜过滤特性的影响

采用混凝和吸附两种方法预处理模拟微污染地表水,研究了不同水样的污染物指标与超滤膜污染的关系,分析了颗粒物特性对超滤膜通量的影响. 试验结果表明:粉末活性炭吸附能够有效降低水中有机物浓度,但是对于浊度去除效果不明显;混凝对于有机物去除效果较差,但能明显降低水中浊度. 混凝预处理能够有效提高膜通量,但吸附对膜通量没有影响. 不同水样的膜污染指数与浊度及溶解性有机物（DOC）的相关性拟合表明,膜污染指数与浊度性相关性较好,与DOC相关性较差,水中浊度物质是试验条件下膜污染的主要物质;0.01~1.20μm的胶体和颗粒物是造成膜通量下降的主要因素,同时,浊度物质造成的膜污染指数具有良好的累积性.      

半程混凝/臭氧化/陶瓷膜过滤新型净水集成工艺

为研究半程混凝/臭氧化/陶瓷膜过滤新型净水集成工艺处理微污染原水时膜污染的控制及该工艺对污染物的去除能力,进行了小试实验,分别改变混凝剂和臭氧的投加量,考察不同工艺条件对跨膜压差及出水水质的影响.结果表明:半程混凝和臭氧可以有效降低膜污染,混凝剂聚合氯化铝(PAC)的投加量为12.5mg/L时,跨膜压差由原水直接过膜时的-0.074MPa降低至-0.021MPa,臭氧的投加量从0mg/L增加至2mg/L时,跨膜压差由-0.068MPa降低至-0.049MPa;半程混凝/臭氧/陶瓷膜集成工艺对有机物的去除效果显著,工艺出水中有机物分子质量分布范围由原水的小于5ku缩小至小于3ku,一部分大分子有机物转化为小分子有机物;该工艺对CODMn和UV254的去除率分别为60.00%和68.00%,对THMFP和HAAFP的去除率分别为57.59%和48.39%;集成工艺出水浊度低于0.05NTU,水中粒径大于2μm的颗粒数小于等于10CNT/mL,细菌总数和总大肠菌群数为0,出水的微生物安全得到保障.     

阳离子丙烯酸酯乳液纸张增强剂的性能及对纸张的增强作用

以苯乙烯、丙烯酸酯和自制阳离子组分为主要原料,通过乳液聚合合成了CSA-4和CSA-15两种阳离子纸张增强剂,通过粒径、粒径分布、Zeta电位、阴离子需求度和纸张物理性能检测手段对两种乳液进行了表征.实验证明:由于CSA-4在合成中阳离子单体的比例大于CSA-15,结果导致其阳离子度和Zeta电位高于CSA-15,而颗粒的粒径和多分散性低于CSA-15.较高的阳离子度和Zeta电位及较小的颗粒使其对纸张的耐折度和抗张强度的增强幅度高于CSB-15,在纸浆中的最佳用量为0.5%.但CSA-4颗粒带弱正电荷,靠自身的阳离子性吸附在纤维表面上有一定困难,所以在应用中需添加助留剂提高其留着率.     

PAC及颗粒物对超滤膜有机物污染的影响

为了研究粉末活性炭(PAC)及水中颗粒物对浸没式中空纤维超滤膜有机物污染的影响特性,分别采用单独超滤和PAC-超滤工艺处理含不同污染物的原水,分析其膜比通量和跨膜压差的变化。结果发现:与单独超滤清水相比,投加25 mg/L和100 mg/L的PAC后,稳定运行的膜比通量分别下降了0.06和0.14 L/(h.m2.kPa)。与单独超滤天然有机物污染原水相比,投加20、50、100 mg/L的PAC时的跨膜压差增长速率分别下降了0.003 1、0.002 3、0.001 7kPa/min。天然有机物原水中投加高岭土后经单独超滤和PAC-超滤工艺处理,水力反洗后的归一化膜比通量与投加前相比,分别平均提高了5%和2.6%。     

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．     

印尼油砂性质分析及水基分离研究

对印尼油砂的基本性质如油砂的组分、砂粒的粒径分布、砂粒的润湿性及沥青的四组分进行分析,测试了沥青、黏土在不同p H值下的Zeta电位,考察了二价金属离子Ca2+对沥青、黏土Zeta电位的影响,同时对印尼油砂进行水基提取分离。分析结果表明,印尼油砂含油率高达24.9%,砂粒粒径较小,砂粒表面为油润性,沥青中重质组分含量较高。Zeta电位测试表明,Ca2+的存在使沥青与黏土表面电位均变正,不利于油砂的分离。水基提取结果显示,印尼油砂的提取率为46.0%,泡沫质量较差。为了提高沥青收率,应探索适宜的表面活性剂对油砂进行预处理从而改变砂粒的润湿性或直接采用溶剂法开采印尼油砂。