正滲透工藝特性及膜污染特征研究.pdf

1、正滲透作為新興的綠色膜分離技術(shù),不需要外加壓力作為分離驅(qū)動力,而是靠選擇性膜兩側(cè)溶液自身的滲透壓差推動正滲透分離過程,是目前世界膜分離領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。與其他所有膜分離技術(shù)一樣,膜污染也是正滲透中一個(gè)重要的研究方向。低的膜污染意味著更多的產(chǎn)水,更少的膜清洗,更長的膜壽命,也因此降低了正滲透的運(yùn)行及投資總成本。但是,與其他的壓力驅(qū)動膜分離技術(shù)相比而言,正滲透的膜污染特性有很大不同。因此,有必要對正滲透的膜污染特性進(jìn)行研究,以便為以后正滲

2、透的應(yīng)用以及制膜提供參考。
　　考察了正滲透基本運(yùn)行規(guī)律,并對基本實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了確定。本課題采用的是美國HTI公司提供的商用FO膜,對其提供的兩種膜的結(jié)構(gòu)、表面形貌、水通量及返混行為進(jìn)行了對比。分別對正滲透運(yùn)行模式、錯(cuò)流速度、滲透壓驅(qū)動力等因素對正滲透運(yùn)行過程中如水通量、返混通量、清洗效率等性能參數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了探索。并討論了清洗時(shí)間和速度對膜清洗效率的影響。
　　探討了牛血清蛋白(BSA)、海藻酸鈉(SA)、腐殖酸(HA

3、)、富里酸(FA),和納米二氧化鈦(nano-TiO2)的正滲透膜污染。FA使膜通量下降幅度最大,膜污染最嚴(yán)重,其次是BSA,HA和SA。nano-TiO2使膜通量下降最少,膜污染最輕,幾乎可以忽略。
　　考察了鈣離子存在與否時(shí)SA、BSA以及HA的污染程度以及有機(jī)物的兩兩復(fù)合污染。對于SA來說,由于鈣離子具有架橋作用,因此,鈣離子的加入加劇了膜污染。與SA不同,對于BSA,鈣離子的存在反而對正滲透膜的污染有輕微的減弱。對于HA,

4、與SA相同,鈣離子的存在也加劇了膜污染。當(dāng)BSA和SA復(fù)合污染時(shí),通量下降最多,膜污染最嚴(yán)重,其次是SA和HA的復(fù)合污染,而當(dāng)BSA和HA復(fù)合污染時(shí),通量下降最慢,污染最輕。對于復(fù)合污染時(shí)原料液的粒度分布來說,隨著污染進(jìn)行,小尺寸的物質(zhì)含量逐漸降低,大尺寸物質(zhì)的含量逐漸增多,溶液粒度逐漸增大。
　　通過在含有BSA、SA和HA有機(jī)物的原料液中分別加入相同濃度的無機(jī)nano-TiO2,考察了有機(jī)-無機(jī)復(fù)合污染。加入nano-TiO2