陶瓷膜超滤过程研究及模型分析

采用截留相对分子质量为8 000的陶瓷膜,对聚乙二醇(PEG)溶液进行超滤实验,考察不同操作条件对陶瓷膜超滤过程分离性能的影响及膜污染机制,利用细孔模型对陶瓷超滤膜进行模拟表征,得出等效孔径和等效膜厚,并运用组合模型对膜污染内在机制进行分析。结果表明:细孔模型能较好地运用于陶瓷超滤膜微观结构的表征,通过对不同相对分子质量PEG超滤过程的拟合分析得出了膜结构参数;在操作压力为0.3 MPa、膜面流速为0.5 m/s条件下,PEG 20 000的陶瓷膜超滤过程污染最严重,采用完全堵塞和滤饼过滤组合模型描述该过程的通量衰减趋势与实验值吻合良好。     

多通道TiO2超滤膜的制备及其在印染废水中的应用

以多通道α-Al2O3陶瓷微滤膜为支撑体,采用溶胶凝胶法制备完整TiO2超滤膜.通过扫描电镜(SEM)表征膜的形貌,采用错流过滤方式考察膜的纯水通量、截留相对分子质量及分离性能.结果表明:制备的多通道TiO2超滤膜,其膜层表面完整,无裂缝、针孔等缺陷且厚度均匀,纯水通量为1.08×10-3L/(m2·h·Pa),截留相对分子质量为9000.对直接黑OB染料及退浆废水中聚乙烯醇(PVA)的截留率均达到99%以上,截留效果显著.     

聚乙二醇超滤过程的考察及模型化分析

采用截留相对分子质量为2 500的GH超滤膜,对不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)溶液进行过滤分离,考察了PEG相对分子质量、浓度、超滤压力等因素对超滤过程的影响。结果表明:相同条件下超滤膜对PEG去除率随着相对分子质量和浓度的增大而增大,对PEG 4 000的截留率可以达到96.7%,但截留并不是随着压力的增大而单调增大,当PEG相对分子质量≥2 000时出现压力增大截留减小现象。同时,运用细孔模型模拟表征了GH膜的等效孔径和等效膜厚,解释了PEG超滤过程中的分离现象,分析了超滤机制的内在因素。     

圆盘式膜组件中浓差极化现象研究

采用圆盘式膜组件,使用DK纳滤膜对KCl溶液进行纳滤截留实验,并通过计算流体动力学(CFD)模拟、VVM数学方法以及道南-筛分-介电孔(DSPM-DE)模型对实验结果进行拟合与分析。结果表明:通过CFD模拟,KCl真实截留率要明显高于表观截留率,且跨膜压差对膜面切向流速的影响可忽略不计,因此VVM直接适用于圆盘式膜组件中浓差极化现象的模拟;主体溶液浓度、通量及膜面切向流速的变化会对浓差极化产生影响,通过DSPM-DE模型拟合发现,膜内荷电密度(Xd)随主体溶液浓度的变化有较大变化;在通量及膜面流速不变的条件下,浓差极化层厚度不变,体系中溶质浓度的升高会增强浓差极化现象。     

界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜——I.复合纳滤膜的制备及其结构

利用界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜 ,并系统地研究了单体浓度、单体种类、酸吸收剂浓度、乳化剂及基膜等因素对纳滤膜的结构与性能的影响。制得的复合纳滤膜在 0 .6MPa的操作压力下 ,对 1 g/L的 PEG60 0、Na2 SO4 溶液截留率分别达到 90 %和 95 % ,通量为 45 L /( m2 · h) ,同时结合接触角测定仪和原子力显微镜对纳滤膜表面的测定结果 ,讨论了纳滤膜的结构     

基于逻辑斯谛方程对纳滤膜污染预测的建模分析

为了解决目前应用较广泛的膜种纳滤膜的膜污染极大地限制了纳滤膜工艺发展的问题,从而在错流过滤条件下更好地预测纳滤膜污染的过程,对减缓纳滤膜污染进行指导,基于逻辑斯谛方程,对纳滤膜通量衰减曲线进行拟合,建立逻辑斯谛纳滤膜污染预测模型;利用所建立模型对不同型号纳滤膜的膜通量衰减曲线进行拟合,考察污染物种类、纳滤膜型号、跨膜压差、错流速率、水力条件等关键因素对纳滤膜通量衰减速率的影响。结果表明：所建立模型通过了显著性检验,实验数据与所建立模型拟合数据的拟合度较高,决定系数R²大于0.95;纳滤膜通量衰减速率越小,则过滤稳定后的纳滤膜通量累积衰减率越大,进而通过调整运行条件和原水质条件等因素,达到调整纳滤膜通量衰减速率,减少纳滤膜污染的目的。     

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.     

湿化学法制备多通道ZrO2超滤膜

采用孔径为200 nm的多通道ZrO2膜为底膜,利用湿化学法制备小孔径ZrO2超滤膜。结合N2吸附-脱附法和X线衍射分析,考察烧结温度对膜结构的影响,确定合适的烧结温度。通过扫描电镜(SEM)表征膜形貌,采用错流过滤考察膜的渗透和分离性能。结果表明:烧结温度为600℃时可以制备完整无缺陷的ZrO2超滤膜,所制备的超滤膜具有高纯水通量,截留相对分子质量(MWCO)为20 000,对相对分子质量为43 000卵清蛋白的截留率达到95%。     

一种求得纳滤膜截留分子量的方法

利用回归方法,建立表征纳滤膜分离性能常用的有机分子的Stokes半径(rs)与分子量(Ms)之间定量关系方程.根据提出的纳滤膜截留分子量(Mp)所对应的分子Stokes半径与膜的等效细孔半径(rp)相等的假设,得到Mp与rp之间的关系方程,即只要知道纳滤膜细孔半径就能求得Mp.通过NF270纳滤膜对葡萄糖和蔗糖的透过实验,采用细孔模型(SHP模型)和S-K模型对NF270纳滤膜的rp进行了估算,进而计算出NF270膜的截留分子量为540左右,与供应商提供的截留分子量基本相符.利用文献数据计算了几种纳滤膜的Mp,与文献报道的结果基本一致.因此,为膜截留分子量的估算提供了一种更加方便、实用的新方法.     

界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜Ⅰ．复合纳滤膜的制图及其结构

利用界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜,并系统地研究了单体浓度、单体种类、酸吸收剂浓度、乳化剂及基膜等因素对纳滤膜原结构与性能的影响。制得的复合纲滤膜在0．6MPa的操作压力下,对1g／L的PEG600、Na2SO4溶液截留率分别达90％和95％,通量为45L（m^2.h）,同时结合接触角测定仪和原子力显微镜对纳滤膜表面的测定结果,讨论了纳滤膜的结构。