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。     

多通道陶瓷纳滤膜截留性能的表征方法

为得到准确的方法来表征多通道陶瓷纳滤膜,以溶质截留法研究多通道陶瓷纳滤膜的截留性能,考察不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)配比、过滤过程中跨膜压差及膜面流速对测定膜的截留相对分子质量准确性的影响。结果表明:选用相对分子质量分别为200、600、1 500、4 000及10 000的PEG配制成总质量浓度为3 g/L的溶液作为表征陶瓷纳滤膜的基准物,采用跨膜压差为0.2 MPa,膜面流速为2 m/s可合理有效地表征陶瓷纳滤膜。     

吸附预处理对缓解超滤膜污染的试验研究

以鄱阳湖原水为研究对象,考察了PAC吸附预处理对超滤膜处理出水的水质、膜通量变化和膜截留性能的影响,并探讨了不同条件下引起膜污染的污染物种类。结果表明,吸附预处理可以提高膜通量,缓解膜污染,处理后的原水中TOC的去除率大约为40%,提高了吸附-超滤组合工艺对有机物的去除效果。当增加吸附预处理,膜通量下降幅度明显减小,相比鄱阳湖原水直接进行超滤处理时的膜通量,能提升20%以上。在最佳吸附预处理条件下,超滤膜主要截留了鄱阳湖原水中的色氨酸、溶解性微生物产物和一部分腐殖酸,说明类蛋白质是引起膜通量下降的主要污染物。因此,采用吸附-超滤组合工艺可以提高超滤膜过水通量,缓解膜污染。     

超滤对苜蓿蛋白酶解物抗氧化性的影响

采用超滤法从苜蓿可溶性蛋白酶解物中初步分离纯化抗氧化活性肽.考察操作压力、操作温度及料液质量浓度对超滤过程中膜通量的影响,并对超滤前后苜蓿可溶性蛋白酶解物的相对分子质量分布、氨基酸组成及抗氧化活性进行比较.结果表明:采用截留相对分子质量3 000的聚砜膜对苜蓿可溶性蛋白酶解物进行超滤分离的最适工艺条件为操作压力0.35 Mpa、操作温度25 ℃、苜蓿可溶性蛋白酶解物质量浓度35 g/L;超滤有效地除去了料液中相对分子质量较大的组分,相对分子质量 1 000～500,500～130及130以下的组分分别从21.85%,21.64%和4.91%提高到27.91%,30.83%和7.61%,其抗氧化活性也得到提高.     

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。     

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。     

陶瓷膜处理地表水的工艺

采用混凝沉降与陶瓷膜超滤的组合工艺处理地表水,考察操作模式、膜孔径、膜构型以及膜通量等对膜过滤性能的影响.结果表明:在恒压操作下,终端过滤的操作压差应小于0.075 MPa,对于孔径大于50nm的陶瓷膜而言,膜通量随孔径变化不大;错流过滤的膜通量随孔径增大而增大;错流过滤的渗透通量是终端过滤的1.5 -2.2倍.恒通量操作下,蜂窝陶瓷膜过滤性能优于19通道陶瓷膜,并在恒通量150 L/( m2.h)下稳定运行.混凝沉降-陶瓷膜组合工艺对浊度的去除率大于99%,对吸收254 nm波长紫外线有机物(UV254)的去除率大于47.7%,产品水的部分指标优于GB 5749-2006中的指标.     

超滤分离纯化麦胚蛋白酶解物的研究

采用超滤法从麦胚蛋白酶解物中初步分离纯化抗氧化活性肽,考察了操作压力、操作温度及料液浓度等工艺参数对超滤过程中膜通量的影响,并对超滤前后麦胚蛋白酶解物的相对分子质量分布、氨基酸组成及抗氧化活性进行了比较.结果表明:采用截留相对分子质量3000的聚砜膜对麦胚蛋白酶解物进行超滤分离的最适工艺条件为操作压力0.30 MPa、操作温度20 ℃、麦胚蛋白酶解物浓度35 g/L;超滤有效地除去了料液中相对分子质量较大的组分,麦胚蛋白酶解物中相对分子质量1 000～500及500～130的组分分别为23.81%、48.63%,其抗氧化活性得到提高,清除O2-·的IC50由超滤前的1.64 mg·mL-1降至超滤后的1.29 mg·mL-1.图5,表3,参13.     

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.     

中空纤维聚砜膜超滤技术纯化米醋的研究

本研究采用中空纤维聚砜膜,对米醋进行超滤纯化.分别进行了单因素和正交实验,找到了不同操作压力下膜通量与时间的关系、不同进料液流量下膜通量随压力及随时间的关系,并进行了数学模拟.另外,还得出了优化的操作条件.对膜污染及膜通量的恢复问题也进行了研究,找到了合适的清洗剂及较好的清洗方式.实验结果为生产应用奠定了一定的理论基础,并具有一定指导作用.     

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。     

膜分离技术纯化绞股蓝皂苷

以固形物得率和绞股蓝皂苷含量为评价指标,进行陶瓷膜和超滤膜过滤实验,对操作压力、溶液温度和膜的规格进行优选.结果表明:选择孔径0.5μm的陶瓷膜,在溶液温度40℃、过滤压差0.24MPa条件下,能达到较好去除提取液中的悬浮物和大分子杂质的效果;选择截留分子量为3×104的超滤膜,在溶液温度40℃、操作压力0.8 MPa条件下,去除小分子杂质和截留绞股蓝皂苷的效果较好.采用膜分离技术可以有效地分离纯化绞股蓝皂苷,该工艺操作简单、可靠,纯化效率高.     

油田采出水电渗析脱盐预处理的超滤实验

采用截留相对分子质量为10×104的聚偏氟乙烯超滤膜组件,对大庆油田采出水电渗析脱盐进行预处理.实验结果表明,超滤适宜的膜面流速是3.0～3.5 m/s,跨膜压差0.30～0.35 MPa,工作温度35～40℃.超滤能降低浊度达95%,对油及悬浮物的去除率超过90%.超滤能满足电渗析预处理的要求.     

油田采出水电渗析脱盐预处理的超滤实验

采用截留相对分子质量为10×104的聚偏氟乙烯超滤膜组件,对大庆油田采出水电渗析脱盐进行预处理。实验结果表明,超滤适宜的膜面流速是3.0~3.5 m/s,跨膜压差0.30~0.35 MPa,工作温度35~40℃。超滤能降低浊度达95%,对油及悬浮物的去除率超过90%。超滤能满足电渗析预处理的要求。     

混凝-超滤处理低温低浊受污染水试验研究

以某市江水为研究对象,考察混凝-超滤组合工艺处理低温低浊受污染水的效果,比较不同混凝预处理形式对超滤膜膜通量的影响以及膜滤出水水质的变化.结果表明,混凝预处理可以减缓膜污染,改善膜通量,可将出水的浊度控制在0.2 ntu以下,提高了组合工艺对有机物的去除效果.当混凝剂投加量为30 mg/L时,混凝-超滤组合工艺对UV254和DOC的总去除率分别达到56.5%和39.0%.混凝后直接膜滤对超滤膜膜通量的影响最小,在60 m in内通量下降了11.5%,对UV254和DOC去除率效果最好,平均去除率为37.5%和32.9%.因此采用在线混凝-UF组合工艺可以更明显地改善低温低浊水的处理效果.     

PSF/PEG共混超滤膜的性能研究

以不同浓度聚乙二醇(PEG)与PSF共混,采用相转化法制备超滤膜,通过扫描电镜考察膜的结构,测试了所制备膜的亲水性和超滤性能;考察了膜的抗污染能力及在含油污水中的应用。结果表明,当PEG的浓度为10 wt%时,水通量达到最大值382.7 L.(m2.h)-1,是不加PEG时的4倍。膜的亲水性也显著提高,从而增强了膜的抗污染能力,并在处理含油废水的实验中,使通量和除油率同时提高,提高了膜的工作效率,延长了膜的使用寿命。研究了PSF/PEG共混超滤膜体系中PEG作用的规律。PEG浓度的增加,改变了PSF/PEG铸膜液体系的相平衡关系,使铸膜液成为热力学不稳定体系,加速了相分离的发生。另外,适量添加PEG,提高了膜表面的孔隙率,抑制膜结构中指状孔的形成和发展。     

净化南方水库源水的混凝-超滤组合工艺

针对南方微污染水源水质特点,以混凝-超滤组合工艺为对象,进行实验室序批式试验,研究其对污染物的去除效果及运行清洗方法。结果表明:工艺出水浊度小于0.02 NTU,对高锰酸盐指数(CODMn)、溶解性有机碳(DOC)和254 nm紫外吸光度(UV254)的平均去除率为38%,对溶解性有机质(DOM)荧光类物质去除效果优于常规工艺。其中,组合工艺对相对分子质量为1 000~2 000的有机物去除率大于48%,对相对分子质量为500~1 000的有机物去除率约10%。组合工艺对氨氮(NH3-N)、硝酸盐氮(NO3--N)、总磷(TP)的去除率为19%~29%。混凝可以提高超滤膜的运行效率。使用碱洗-酸洗或碱洗-EDTA清洗2种复合清洗方法可以达到更好的清洗效果。     

氯甲基化聚砜/聚砜共混超滤膜的制备

以氯甲基化聚砜(CMPSF)和聚砜(PSF)为膜材料,以聚乙二醇(PEG600)为添加剂,采用L-S相转化法制备CMPSF/PSF共混超滤膜.对CMPSF/PSF共混膜进行季铵化探索,并通过扫描电镜观察膜的断面结构.运用均匀设计方法安排实验,用SPSS软件进行数据处理,得到水通量的回归方程.通过单因素影响模拟计算,考察共混比、聚合物浓度、添加剂浓度和挥发时间等制膜条件对水通量的影响.研究结果表明,最优制备参数是:聚合物总浓度为22%,共混比(m(CMPSF)/m(PSF))为1/4,添加剂含量为6%,蒸发时间为90 s.CMPSF/PSF共混超滤膜的水通量为195.3 L/(m2 ·h),在操作压力为0.2 MPa时对聚乙烯醇PVA(相对分子质量为31 000～50 000)的截留率为99.5%;CMPSF/PSF共混膜季铵化后水通量降低,截留率变化不大;CMPSF/PSF共混膜断面形态属于典型的非对称指状孔结构,季铵化后膜发生了溶胀.     

超滤技术在反渗透海水淡化预处理中的应用

该文介绍了超滤技术,分析了超滤技术应用于海水淡化预处理的技术优势,考察了超滤系统在反渗透海水淡化预处理工程中的运行情况.实验采用50 ku和10 ku聚砜中空纤维膜组件,讨论了超滤膜孔径、操作压力、过滤时间对预处理出水浊度、COD(Cr)和膜过滤通量的影响,分析了超滤系统出水污染指数(SDI)随时间的变化情况.     

大豆蛋白废水对聚砜超滤膜性能影响的研究

从溶液相因素出发，以聚砜超滤膜为研究对象，采用大豆粕溶液为废水液，实验研究溶液相在膜过程中对超滤膜性能的影响．结果表明，膜的污染随着时间的增长越来越严重，不同浓度下在230min时其污染达到平衡，不同pH值在210min时其污染达到平衡，在酸性条件下污染相对严重．