空气隙膜蒸馏机理分析及数学建模

分析了以纯水为工质的空气隙膜蒸馏传质传热过程,提出了间隙冷凝问题,建立了膜通量理论计算模型,并进行数学求解,以实验为基础,验证了模型的正确性.     

减压膜蒸馏法分离偶氮染料废水的研究

采用减压膜蒸馏过程,实验研究了0.22 μm的疏水性聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜处理偶氮染料废水的可行性.实验研究了进料温度、进料浓度、进料流速、冷侧压力对膜通量及截留率的影响.实验结果表明,在所研究的工艺条件范围内,进料温度、进料流速的提高和进料浓度、冷侧压力的降低有利于膜通量增大;进料温度的提高和进料浓度、进料流速、冷侧压力的降低使截留率增大.降低膜面的水蒸气汽化的表观活化能是提高膜通量的重要措施.     

旋转切向入流对膜蒸馏通量的影响

研究了三向旋转切向入流对膜蒸馏的通量的影响,其中讨论了喷嘴形状、进水管与所在圆周中心距离、喷嘴前端距膜面距离、喷嘴与热容腔半径方向之间夹角、喷嘴与进水管之间夹角等膜组件结构参数对膜通量的影响.实验结果发现,可以通过调节这些参数来改变膜通量.     

海水淡化浓盐水真空膜蒸馏研究

采用PVDF中空纤维膜及PTFE微孔平板膜组件对反渗透海水淡化浓盐水的真空膜蒸馏过程进行了研究.连续运行的结果表明:温度是影响海水淡化浓盐水膜蒸馏过程的关键因素,对膜通量影响较大.在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为24 L/h时,进料侧浓盐水温度为346.35 K时,PVDF中空纤维膜组件的膜蒸馏通量为13.26 kg/(m2·h).而在真空侧压力为2 kPa,浓盐水流量为120 L/h,进料侧浓盐水温度为340.15 K时,PTFE平板膜组件的膜蒸馏通量为24.8 kg/(m2·h).研究表明膜蒸馏技术处理海水淡化浓盐水具有广阔的应用前景.     

用减压膜蒸馏淡化罗布泊地下苦咸水

考察了减压膜蒸馏过程淡化高浓度盐溶液过程中温度、浓度、真空度对膜通量的影响,结果表明:膜的渗透通量与温度的倒数呈指数关系,高真空度下膜的通量与膜两侧水蒸气分压平方根的差呈直线关系,这种直线关系说明了水蒸气在膜孔内的传质过程是以扩散为主;当盐溶液浓度达到一定量时,浓度的增大对膜通量的影响较小.将减压膜蒸馏应用于新疆罗布泊地区地下苦咸水的淡化处理,可获得馏出液电导率均小于10μS/cm的较好效果.     

头孢菌素C钠溶液膜分离工艺的研究

以头孢菌素C钠盐的水溶液为对象设计实验,考察了板式膜的膜通量和溶质透过率的衰减现象,以及钠离子对膜的影响.研究结果表明,衰减的主要原因是膜表面吸附钠离子以及在膜表面形成浓差极化层;原液浓度影响膜通量是间接的;此外在宏观表现如原液浓度高、膜的处理量大、处理时间长和钠离子含量高都将加剧膜通量和溶质透过率的衰减.在实际应用中需考虑这些因素.     

旋转切向入流膜蒸馏装置热容腔CFD的数值模拟

采用旋转切向入流增加膜面附近的湍流强度和旋转流速,使膜面附近温度和浓度的边界层厚度降低,是一种新的提高膜蒸馏通量的方法.在此原理基础上运用CFD软件,采用水作为工质,对旋转切向入流空气隙膜蒸馏热容腔内的流场和温度场进行了模拟计算,验证了采用旋转切向入流将大大降低膜面附近的温度梯度,且切向入流管直管段与喷管段角度α和喷管形状(渐缩和无渐缩)的改变也将对边界层的厚度有很大的影响.     

乙醇水溶液真空膜蒸馏分离过程的模拟分析

真空膜蒸馏技术可用于分离水溶液中的有机挥发性化合物(VOCs),是一种治理遭受VOCs污染工业废水的新方法.对低浓度乙醇水溶液二元体系下的真空膜蒸馏过程展开了模拟分析,膜内的传质按Knudsen扩散原理考虑,界面上的平衡关系按Van Laar活度系数法给出.模拟结果表明:过程的操作参数对分离效率有较大的影响,进口温度、料液流量、浓度和真空度增加,膜通量将增加;分离因子随进口温度、真空度、浓度增加而减少,料液流量对分离因子影响与真空侧流动形式有关.真空侧流动形式对分离因子有一定的影响,并流条件下,分离因子最大.     

纳滤处理模拟电镀废水

分别以硫酸铜、氯化铜、硝酸铜溶液为模拟电镀废水进行了纳滤实验,所采用纳滤膜为Osmonics的DK、DL膜和日东电工的NTR-7450膜.实验表明,三种膜通量大小顺序为DL＞DK＞NTR-7450,随原料液浓度的增大膜通量降低,而膜对铜离子的截留率有升高的趋势;纳滤膜对各盐的截留率大小排序为硫酸盐＞氯盐＞硝酸盐.实验还考察了添加其它离子对纳滤膜通量和截留率的影响.结果表明,加入CaCl2后,对DL膜性能影响不显著;加入Na2SO4后,DL膜的通量变化不明显,截留率略有升高;加入EDTA能明显提高DL膜通量和对铜离子的截留率.     

聚偏氟乙烯中空纤维膜化学接枝改性研究

通过化学接枝反应在聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜表面接枝了2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸并讨论了反应体系、单体浓度反应温度和时间等因素对接枝率的影响.试验表明,接枝AMPS可有效提高PVDF中空纤维膜的耐污染性,并且改性后中空纤维膜的通量随溶液离子强度的增加而增加.     

新型多孔碳化硅陶瓷膜管的制备与性能表征

以SiC为骨料,选用低共熔混合物作为烧结助剂,用液相烧结技术制备出单通道多孔陶瓷支撑体,采用悬浮粒子浸涂法对支撑体涂覆氧化铝膜.考察了氧化铝膜、烧成温度对支撑体孔径分布和空气渗透通量等性能的影响.结果表明:涂膜后膜管的孔径分布变窄,空气渗透通量略有下降;随着烧结温度的提高,结合剂的高温特性使得支撑体的开孔率和空气渗透通量分别下降了1.9%和17.9 m3/(m2·h),孔径分布变宽,平均孔径增大.     

影响一体式平板膜生物反应器临界通量的因素

利用阶梯式通量递增法测定了一体式平板膜-生物反应器中的临界通量,对不同操作条件下测定值的差异进行了考察.通过正交试验设计,研究了曝气强度、污泥浓度(MLSS)和滤液COD(SCOD)三个因素分别在0.8,1.2,1.5 m3/h;10,20,30 g/L和50,100和150 mg/L水平下对临界通量测得值的影响.研究发现,污泥浓度和SCOD均对临界通量测得值呈负影响作用,而曝气强度则起正作用.随着污泥浓度和SCOD的增大,临界通量测得值是逐步减小的;而曝气强度的增大在一定程度上可以提高临界通量值.其中,临界通量测定值受SCOD的影响最大,MLSS次之,曝气强度最小.     

市政领域MBR工艺应用现状及技术特点分析

介绍了膜生物反应器在国内市政领域的应用研究现状,初步分析了MBR工艺应用的主要原因,并从生物处理段应用技术、膜材料的应用特点、膜组件应用特点和膜通量的选择等4个方面对MBR在我国市政领域应用的技术特点进行了详细分析,以期为今后国内MBR工艺的规模化设计应用提供参考。     

SiO2对PVDF超滤膜性能的影响

把SiO2纳米颗粒加入到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中能配成稳定、均匀、透明的溶液,同时会使铸膜液黏度增大.采用相转化法和溶剂浇铸法制成两类有机-无机杂化膜.实验结果表明,亲水型SiO2能增强膜的亲水性,减慢膜的凝胶速度,并使膜的纯水通量、截留率、孔隙率和结构发生显著的改变.     

果胶超滤纯化过程传质模型和动力学分析

研究了果胶提取液超滤膜分离处理过程传质特征,建立了渗透通量、膜面浓度与压差的传质模型,并对膜阻力和浓差极化阻力进行了定量描述;同时对超滤过程的动力学进行了分析.     

聚乙烯醇/壳聚糖共混膜渗透汽化性能研究

制备了聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖(CS)共混膜,用渗透汽化膜技术实现了甲醇/碳酸二甲酯二元共沸物的有效分离,研究了共混组成、操作温度、原料组成对膜分离性能的影响,结果表明,随着共混膜中CS含量的增加,膜的渗透通量增大,分离系数先增大后减小,当共混膜中CS含量为66%时,该膜具有优异的渗透汽化性能,有较大渗透汽化分离指数PSI值=660.8g/(m2·h).操作温度升高,膜的渗透通量增大,分离系数略微减小;随着原料中甲醇含量的增大,膜的渗透通量增大,分离系数减小.该共混膜在分离甲醇/碳酸二甲酯二元共沸物时得到的渗透侧甲醇的浓度远大于对应饱和蒸汽的浓度,表明用膜法渗透汽化分离是优于精馏分离的.     

超声技术在膜污染监测中的研究进展

开发和运用一种适宜的无损在线监测膜污染技术对于有效量化膜污染的防治和膜清洗的效果有着重要的应用价值.超声时域反射法在实际操作条件下在线监测膜污染显示出独特的作用.本文介绍超声监测的基本原理,综述近几年该技术在各种膜过程包括微滤、超滤、纳滤和反渗透中各种膜污染(如无机、有机、生物、蛋白质)、膜清洗等方面的研究进展,并对该技术今后的发展趋势进行展望.     

真空度对膜法溶解氧解吸过程传质性能的影响

采用中空纤维膜组件对水中溶解氧脱除进行了实验研究,测定了不同操作条件下溶解氧浓度随时间的变化关系,重点考察了真空度对中空纤维膜组件传质系数的影响,并获得了传质准数关联式.研究结果表明,系统真空度对水中溶解氧的传递过程有重要影响,且真空度越高,溶解氧脱除效果越明显,传质系数越大,并进一步影响传质准数关联式.     

超滤膜法浓缩薏苡仁多糖提取液

研究了薏苡仁多糖的超滤膜法提取液浓缩和除小分子杂质过程,并对膜工艺过程的浓差极化及膜污染展开分析,在此基础上对膜清洗进行了尝试,得到适合的膜清洗工艺.在四种陶瓷超滤膜中,截留分子量为150 kDa的超滤膜最适合于薏苡仁多糖提取液浓缩;当压力在0.13～0.21 MPa,温度在20～60℃时,压力和温度的提高均有利于超滤膜通量的增大,但也会加剧膜通量的下降;在超滤过程中,膜污染阻力随着时间的延长而不断增大,而浓差极化效应则不断减小;采用热水,碱洗和次氯酸钠清洗后,膜水通量能够恢复到实验前的水平.     

低温等离子体接枝改性PVDF膜

采用低温等离子体接枝技术改性聚偏氟乙烯膜(PVDF),在PVDF膜表面引入疏水性单体苯乙烯,达到改变膜表面孔径的大小和孔径分布的目的.通过傅立叶红外光谱仪(FTIRATR)对改性前后的PVDF膜表面进行了结构分析,考察了PVDF膜接枝前后官能团的变化.采用示差扫描量热仪(DSC)分析了PVDF改性前后膜的孔径分布,考察了改性条件对膜孔径大小和分布的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观测了PVDF膜改性前后表面形貌的变化.研究了接枝温度、接枝时间等接枝条件对PVDF改性膜纯水通量的影响.结果表明,随着照射时间和接枝时间的延长,PVDF改性膜的孔径分布变窄,纯水通量下降,接枝率提高.