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淹没式MBR去除有机物动力学模型及其应用

张立秋 , 封莉 , 吕炳南 , 张晓菲

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2005.03.001

针对淹没式MBR的工艺特点,以反应器内物料衡算为基础,建立了有机物去除的动力学模型--ROM模型,得出淹没式MBR对有机底物的去除速率Uy不仅与进、出水中的有机底物质量浓度S0、Se和水力停留时间tH有关,还与膜组件去除的有机底物质量浓度Sm、污泥停留时间tS有关.利用ROM模型,可以预测反应器内活性污泥浓度X,确定污泥停留时间tS和不排泥条件下反应器内的最大活性污泥浓度Xmax.试验中以啤酒厂废水为例,对模型进行了验证,试验结果与模型计算结果基本一致.

关键词: 淹没式MBR , 有机物去除动力学模型 , 污泥停留时间 , 活性污泥浓度 , 啤酒废水

纳滤膜去除水中微量药物萘普生效能的影响因素研究

葛四杰 , 吴芳 , 张立秋 , 封莉

膜科学与技术

以水体中经常暴露的消炎镇痛类药物萘普生(NAP)为研究对象,考察了溶液pH、离子强度(以Ca2+浓度表示)、共存腐殖酸浓度、操作压力和温度对纳滤膜去除NAP效能的影响.试验发现:溶液pH值、离子强度或腐殖酸浓度的增加均提高了纳滤膜对NAP的去除率,操作压力的增加则使NAP的去除率有所降低,当溶液温度在16.5~36.5℃范围内变化时未对NAP的去除率产生明显影响.在所有试验条件下,纳滤膜对NAP的去除率介于83.9%~96.2%之间,说明纳滤膜分离工艺是去除饮用水中微量NAP的一种有效方法,分析认为静电排斥和筛分作用是纳滤膜去除NAP的主要机制.

关键词: 纳滤 , 萘普生 , pH , 离子强度 , 操作压力

RO、NF与MD去除水中五种微量药物的效能研究

葛四杰 , 曲丹 , 封莉 , 张立秋

膜科学与技术

以水体中经常暴露的5种微量药物污染物:酰胺咪嗪(CBZ)、酮洛芬(KEP)、萘普生(NAP)、双氯芬酸(DCF)和扑热息痛(ACE)为研究对象,考察了反渗透(RO)、纳滤(NF)、膜蒸馏(MD)3种膜分离技术对5种目标药物的去除效果.试验结果表明:RO与MD两种膜分离技术对5种目标药物均能高效地去除,其中MD工艺出水中5种目标药物均未检出;RO工艺出水中,CBZ、KEP、NAP和DCF 4种药物也未检出,基本实现了完全去除,ACE的去除率略低,但也达到了96.5%;相对而言,NF工艺对5种目标药物的去除效果稍差,其对CBZ、KEP、NAP、DCF和ACE的去除率分别为60.5%±0.5%、82.3%±0.7%、84.2%±0.4%、83.5%±1%、41.1%±0.2%.

关键词: 反渗透 , 纳滤 , 膜蒸馏 , 药物

Pebax/SAPO-34混合基质膜的制备及性能研究

赵丹 , 任吉中 , 李晖 , 张立秋 , 李新学 , 邓麦村

膜科学与技术

选用Pebax1657和SAPO-34为膜材料,分别采用醋酸和1-丁醇为溶剂,通过流延法制备Pebax/SAPO-34混合基质膜(MMMs).研究发现,溶剂能显著地影响膜的结构形态以及渗透性能.纯Pebax膜的气体渗透系数受溶剂的影响较大,而选择性受溶剂影响不大.对于分子筛含量较高(质量分数33%)的MMMs,以1-丁醇为溶剂时,分子筛的分散均匀程度更高,但就材料的成膜性而言,醋酸为溶剂时更好.MMMs中气体渗透系数的变化是结晶度、扩散曲度、链段运动能力和膜形态等因素的共同作用的结果.醋酸为溶剂时,由于相分离的发生,气体的渗透系数出现突跃,最大提高到纯Pebax膜的3倍.1-丁醇为溶剂时,除H2外,气体渗透系数先出现一定程度的提高,而后由于受到链段僵化以及扩散曲度的影响而降低.

关键词: Pebax , 混合基质膜 , 溶剂

HQDEA-DMMDA型聚醚酰亚胺/二氧化硅混合基质膜的制备及其气体分离性能研究

张立秋 , 任吉中 , 李晖 , 赵丹 , 邓麦村

膜科学与技术

以HQDEA-DMMDA新型聚醚酰亚胺(PEI)为基质膜材料,疏水型气相二氧化硅TS-530为填料,将TS-530分散到聚醚酰亚胺溶液中并采用流涎成膜方法,制备出不同质量比PEI/TS-530混合基质膜.与PEI膜相比,TS-530粒子的加入改变了聚合物链段的堆砌,增加了有效自由体积,使H2、CH4、N2、O2以及CO2的渗透系数都得到了增加,同时CO2对CH4、N2以及O2对N2的选择性均未发生较大程度的改变.随TS-530浓度增加,分子动力学直径越大的气体其渗透系数、扩散系数提升幅度越大,这与Maxwell模型发生了较大的偏离,而溶解系数的变化则取决于极性醚氧基团含量以及界面吸附作用.

关键词: HQDEA-DMMDA型聚醚酰亚胺 , 疏水型气相二氧化硅TS-530 , 混合基质膜 , 气体分离

纳滤去除水中中性药物的预测模型

吴芳 , 封莉 , 张立秋

膜科学与技术 doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2016.04.015

纳滤是去除饮用水中微量药物污染物的一种有效方法.本文选择中性药物安替比林(ANT)和异丙基安替比林(AMT)为研究对象,考察利用溶解-扩散模型和薄膜理论相结合的方法预测一种常用的纳滤膜NF-X对ANT和AMT的去除效果.模型建立过程中,首先在不同初始浓度和压力条件下进行实验,测得通量和去除率.试验结果表明,在温度一定的条件下,渗透通量与操作压力线性相关,而和初始浓度无关.根据已有的试验数据得到模型中的未知参数k和DK/δ,通过最优拟合的方法确定传质系数k与ANT和AMT初始浓度Co关系为k=αCβo,而DK/δ与C.无关,由此得到在不同操作压力和初始浓度条件下ANT和AMT去除率的预测模型(25℃,pH=7).最后,通过选取其它初始浓度和压力对模型进行验证,实验值和预测值相对误差小于10%,预测效果较好.

关键词: 纳滤 , 中性药物 , 膜理论 , 溶解-扩散模型 , 预测模型

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