采用气-液两相流动抑制膜蒸馏浓缩过程的膜污染

采用膜蒸馏技术浓缩中药提取液,在进料侧间歇鼓泡产生两相流。重点考察了气速、通气持续时间、通气频率对膜污染的抑制效果。结果表明间隔时间为30min时, 气速分别为0.06和0.09m³/h时抑制膜污染的效果明显不如气速分别为0.12和0.15m³/h时的效果。通气时间间隔为30min,实验进行到250min时,通气持续时间为3和2min的通量分别为22.0和15.0kg/(m²·h),前者抑制膜污染的效果明显好于后者。通气频率越高,则两相流抑制膜污染的效果越好。通过两相流技术,可以使跨膜通量在实验进行250min后仅下降5%。     

浸没式中空纤维膜污染控制措施比较

针对浸没式中空纤维膜微滤过程中颗粒物污染膜的情况,提出采用鼓泡、反冲洗以及鼓泡和反向脉冲清洗联合使用的方法和措施来减缓或消除膜污染。实验结果表明,鼓泡的作用在于减少膜表面颗粒物的堆积,在鼓泡气量为300 mL/min的条件下,鼓泡可以使滤饼阻力减少到原来的40%。而周期性的反冲洗,如每过滤10 min反冲洗4 min条件下,使得膜内部污染阻力下降到不带反冲洗条件下的1/3。反向脉冲清洗(每过滤10 min反向脉冲清洗30 s)和鼓泡(气量为160 mL/min)的联合使用是本系统的最优膜污染控制方法,可以使滤饼阻力和膜内部污染阻力分别降低到没有任何膜污染控制措施下的10%和20%。     

木聚糖碱抽提液超滤过程中膜面污染及控制

研究了木聚糖碱抽提液超滤过程中膜面污染的形成和发展过程,以及膜面污染可逆性;分析了膜面清洗方法、反冲洗对溶剂透过率恢复的影响。结果表明:操作压力越低,进料速度越大,越有利于减轻膜面污染;膜面污染为部分可逆;4% NaOH溶液能有效地恢复溶剂透过率,而反冲洗只能部分地恢复溶剂透过率。     

城市污水资源化技术研究--膜-生物反应器

采用气-水联合反冲洗膜污染防治技术,对一体式膜-生物反应器处理城市污水作为生活杂用水进行了研究。结果表明：出水水质达国家生活杂用水水质标准;气-水联合反冲洗可大幅度地清除沉积在膜表面的泥饼层,减小膜阻力,恢复膜通量,可稳定膜过滤性能。     

清洗对超滤过滤的影响及膜通量恢复的研究

采用截留分子量为10万Da的中空纤维超滤膜和全自动超滤装置,研究不同清洗方式对超滤水处理过程的影响及膜通量恢复效果。试验表明,最佳在线水力清洗方式为"反冲洗 快洗";恢复膜通量的最佳方法为采用表面清洗方式下化学药剂联合清洗,最后再经水力反冲洗和表面冲洗,膜通量可恢复到98.8%。     

鼓泡条件对浸没式中空纤维膜微滤过程膜污染的影响

在不同的鼓泡条件（气体流量、气孔间距和膜丝松弛度）下测定了浸没式中空纤维膜组件在恒通量微滤过程中的跨膜压差。结果表明,增大气体流量能够控制膜污染,但其有效程度随气体流量的增加逐渐减弱,气体流量为0.15m³/h和0.2m³/h时Δp/Δt的值相近;双孔集中分布比分散分布更能控制膜污染,但单孔鼓泡控制效果弱于双孔集中分布;膜丝的适当松弛有利于控制膜污染,且气体流量越大效果越显著,气体流量为0.1m³/h时97%松弛度的污染控制效果最佳。     

操作条件及膜材质对膜生物反应器的影响

采用正交实验的方法对比曝气量、产水通量和温度等操作条件对气升陶瓷膜和聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜构成的膜生物反应器运行过程及膜污染的影响,为膜生物反应器设计提供实验数据.实验设计了3因素3水平正交实验,以跨膜压差平均增长率为考察指标,并通过极差大小判断了3种因素对于PVDF膜影响由大到小顺序为:曝气量、产水通量、温度;对陶瓷膜影响由大到小顺序为:产水通量、温度、曝气量.实验结果表明:由于膜材料和构型的差异,陶瓷膜比PVDF膜可以在更高的通量下运行,并具有较强的抗污染性能,而且陶瓷膜更容易有效降低曝气量,从而降低系统运行的能耗.     

碱度对动态膜生物反应器处理效果的影响

采用动态膜生物反应器(DMBR)处理生活污水,考察不同进水碱度对DMBR处理效果的影响,研究反应器运行过程中运行参数的变化情况.结果表明:当碱度为25~510mg·L-1时,碱度对出水CODCr影响不大,去除率达到92.46%;进水碱度充足(224~510mg·L-1)时,出水NH+4-N去除率在98%以上;当进水碱度不足时,NH+4-N去除率下降,DMBR出水pH值的变化滞后于碱度的变化;当碱度在330~510mg·L-1范围内时,动态膜通量约为23L·(m2·h)-1,DMBR的运行周期可达39d,反冲洗后膜通量恢复率为100%.反应器内的胞外聚合物随着进水碱度的下降而升高,DMBR反冲洗周期缩短,膜污染趋势加重,当进水碱度下降到130mg·L-1时,反冲洗周期下降到10d.     

ZrO2陶瓷动态膜回收Lyocell纤维溶剂初探

通过研究操作压强、错流速度等参数对膜的通量的影响，测定了氧化锆(ZrO2)陶瓷动态膜对Lyocell纤维溶剂的回收效果；提出了优化的操作条件；对回收过程中的膜污染，采用了物理方法对膜进行反冲洗。     

一种新型一体式膜生物反应器的设计

针对目前一体式膜生物反应器在应用过程中存在能耗高、氧利用率低以及膜污染严重、通量下降等一系列问题,利用无泡曝气膜生物反应器的优点和反冲洗原理,对一体式膜生物反应器进行了改进,设计了一种新型反应器,并对这种反应器的优点进行了详细的分析说明.分析发现该反应器不但具有无泡曝气膜生物反应器的全部优点:氧利用率高、能耗低、出水好;同时在运行中具有低的膜阻力、保持高的膜通量,在延缓、防治膜污染方面具有独特的优势.     

中空纤维膜吸收CO2过程的膜浸润研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件吸收CO₂,研究了二乙醇胺(DEA)水溶液对疏水微孔膜的润湿作用。实验分别考察不同吸收液浓度、温度、流速以及气体流速对膜润湿的影响,并通过对膜吸收和膜浸润过程的理论分析,建立了考虑孔径分布和浸润时间影响的相对浸润深度表达式。实验结果表明：随着吸收过程的进行,膜孔的平均相对浸润深度η逐渐增加,导致膜相传质系数k_m随时间逐渐下降,虽然η增加缓慢且幅度很小,但由此引起的k_m下降却非常明显;随着DEA浓度增加,膜孔的平均相对浸润深度η值变小;升高温度或提高液相流速都会使η增加,但温度对膜浸润的影响更加明显;在气相阻力可以忽略的条件下,改变气相流速对膜浸润的影响不大。     

膜生物流化床的膜污染控制特性

通过传统膜生物反应器(MBR)和膜生物流化床(MBFB)的对比试验,研究了2个系统的膜过滤特性.并从生物质量浓度及结构、胞外聚合物(EPS)的含量与组成、以及污泥沉降性能3个方面分析了MBFB中混合液性质的改变对膜污染控制的影响.结果表明:MBFB具有更优越的抗膜污染性能,平均膜污染速率仅为MBR的38.8%;MBFB中微生物以附着生物膜为主,悬浮污泥质量浓度(MLSS)仅为总生物质量浓度的41%,减轻了悬浮污泥在膜面的沉积和游离细菌对膜孔的堵塞;MBFB混合液中EPS的含量及蛋白质、可溶性EPS(SEPS)所占比例较之MBR明显降低,且EPS不易黏附在膜面形成污染;MBFB和MBR长期运行的污泥容积指数SVI值分别在80和180 mL/g左右,较低的SVI值使MBFB的跨膜压力(TMP)上升速率得到良好控制,延长了膜过滤周期.     

Evaluation of humic acid removal by a flat submerged membrane photoreactor

A flat submerged membrane combined with a TiO 2 /UV photocatalytic reactor (FSMPR) was employed in batch mode to remove humic acid (HA). HA removal efficiency was characterized by UV 254 absorbance, UV-vis spectra, dissolved organic carbon (DOC) concentration, specific UV absorbance (SUVA), and trihalomethane formation potential (THMFP). The FSMPR process was effective in removing more than 86% of DOC and nearly 100% of UV 254 absorbance, while the THMFPs of samples were reduced to < 19 μ g/L after 150 min of treatment. In addition, changes in transmembrane pressure (TMP) with and without UV were evaluated; TiO 2 /UV was effective at controlling membrane fouling by HA. Analysis of the molecular weight (MW) distributions and three-dimensional excitation-emission matrix (EEM) fluorescence spectra of HAs revealed that the effectiveness in membrane fouling control is a result of changes in HA molecular characteristics. The TiO 2 /UV photocatalytic reactor caused the degradation of high MW, hydrophobic humic-like molecules to low MW, hydrophilic protein-like molecules, although this fraction was not completely removed during 150 min of treatment and was less responsible for membrane fouling.     

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。     

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．     

曝气强度对MBR活性污泥性质和膜污染的影响

本研究深入探讨了在浸没式生物膜反应器（MBR）中不同曝气强度下活性污泥性质的变化和膜污染问题。试验结果表明：MBR膜污染可分为2个阶段,运行前20dMBR-B（曝气量为0.6m3/h）的膜污染较MBR-A（曝气量为0.2m3/h）严重,而20d后MBR-A的膜污染速率高于MBR-B;曝气强度的差异导致了活性污泥粘度的不同,但污泥粘度与膜污染的相关性不显著;2个MBR污泥浓度差异很小,曝气强度对污泥浓度基本没有影响;曝气强度主要影响着结合态胞外聚合物（EPS）外层（LB-EPS）的变化,对结合态EPS内层（TB-EPS）的影响较小,LB-EPS和蛋白质类LB在整个运行期间与膜污染速率呈现显著正相关,蛋白质是膜污染的主要污染物。     

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。