导航:首页 > 净水问答 > 纳滤论文模版

纳滤论文模版

发布时间:2023-01-15 08:04:39

① 保健医学论文

保健医学论文范文

保健医学是研究环境对人群健康的影响,并探讨其发病的规律,从而制定有效的预防对策和措施,以达到保护健康、促进健康的科学。下面,我为大家分享保健医学论文范文,希望对大家有所帮助!

玉米一直伴随着人类的发展和进步,可以说,玉米是世界上最重要的粮食作物。据不完全统计表明,我国玉米年产量占世界 22%,世界排名为第二位。我国每年玉米处理能力保持在 2000 多万吨左右,而通过对 1 万吨玉米的再加工,就可以分离出 700 吨左右胚芽,可以说,我国玉米胚芽产量巨大而丰富,大约保持到了 140 万吨左右的总量上。

科学证明,玉米含有丰富的营养物质,特别是蛋白质、脂肪、糖类、纤维素、无机盐、维生素等含量相当大,同时还含有丰富的油酸、亚油酸、叶黄素、谷胱甘肽等高级营养素。玉米里纤维素的含量相比精米、精面来说,高达 4~10 倍,另外,其它维生素和蛋白质含量都较精米面高出许多,玉米有着丰富而巨大的开发潜力与利用价值。

1 玉米胚芽油的营养保健作用

玉米油是从玉米胚芽中通过技术加工提炼出的油质,又叫粟米油、玉米胚芽油。玉米胚较好的制油原料,玉米胚中有着大量的脂肪,含量保持在 17%~45%左右,玉米油是一种高品质的食用植物油,在西方和欧美等发达国家广泛得到食用,据考证,玉米胚芽油在欧美等国家已有 100 多年的食用历史,可是在我国,消费者还不太认可,了解的人群也不是很多,还有待进一步推广与开发。

1.1 玉米胚芽油含有丰富的天然维生素 E

众所周知,维生素 E 是天然的抗氧化剂,其对血管壁的修复功能强大,长期使用,能够有效的防止动脉粥样硬化、冠心病,还可以延年益寿,使人体老化减缓。据测量,玉米胚芽油毛油维生素 E 高达0.26%~0.47%,明显的大于其他植物油含量,特别是经过精细精炼后,还能保持在 0.1%左右的含量上。如果维生素 E 和硒一起食用,对细胞膜完整性维护、骨骼肌、心肌、平滑肌和心血管系统功能维持,有着较重要的作用,如果维生素 E 与不饱和脂肪酸一起作用,就能够大大的降低血液胆固醇含量度,清洁血管壁,防止沉积,可以说,临床实验证明,天然维生素 E 比合成的维生素 E 更具有药用保健作用,生理活性特别强大。

1.2 玉米胚芽油富含不饱和脂肪酸

玉米油容易消化吸收,可以说,这种油质能够一次性被人体吸收 97%左右,具有食用和保健两种功能。经过加工出来的玉米油,是人们餐桌上的美味,有着较高的品质,检测数据表明,这种植物油中含 86%的不饱和脂肪酸、油酸、亚油酸和 α-亚麻酸,以上含量最为丰富的当属 56%的亚油酸,而这种高级亚油酸则是人体必需的物质,只有通过合成才能形成的,而通过人体自身是不可能完成的,其发挥作用后,能够有效的降低胆固醇含量、使血管软化干净、心血管功能会越来越通畅,系统机能会越来越协调。

科学研究表明,玉米胚芽油辅助降血脂作用非常显着,通过使用玉米胚芽油烹调出的午、晚两餐进行定时试验,结果是血清 TC 快速得到改善,比原来降低了13.78%,而血清 TG 降低 37.69%,试验结果有效性极高,总有效率大约以了 64.3%,并且对受验者进行了其他方面测试,结果更是令人吃惊,受试者不论从精神、睡眠、饮食、大小便、血压上看质量都有明显提高外,而且其他额外各项临床指标更是正常,对人体的机体平衡没有任何影响,而这些指标更是偏向正常值。

1.3 玉米胚芽油富含植物甾醇和磷脂

科学家把植物甾醇称为"生命的钥匙",而在玉米胚芽里面的植物甾醇含量超过所有食物,最多达 633mg(/100g)。这种植物甾醇是不被人们了解的机能必需物质,人体吸收能力不高,吸收方式与胆固醇是一致的,吸收率不到胆固醇吸收率的 1/5.Sergey 等通过等温滴定、气相色谱科学技术,对人体外进行了大量的试验,得到了重要的实验成果,游离 β-谷甾醇和谷甾烷醇通过动力学竞争机制减少膳食混合微粒模型中胆固醇浓度,现在已经被开发出来,生产出了对人体有用的药物品种,以植物甾醇为主要成分的临床药物有很多,多在临床中应用,主治动脉粥样硬化、高血脂症、冠状动脉硬化性心脏病、胸闷、心悸等心血管障碍等疾病,效果相当明显,大大提升了人体自身免疫能力,强化肌体修复能力。玉米胚芽 B 族维生素、钙、铁、锌等矿物元素含量较高,制作出的食物更是对人体有着重要的营养,是一种纯天然的保健品。

2 玉米胚芽油的提取

2.1 玉米胚芽油提取的目的及意义

玉米胚芽油含有极为丰富的营养物质,较多的不饱和脂肪酸、维生素 E、植物甾醇大大高出其它作物,已经在世界各国得到推广食用,特别是欧美西方等发达国家,人们的`生活方式不断改变,对健康的认知不断增强,玉米胚芽油深入到了人们的生活中,在国际上被认定为最健康的食用油。

2.2 玉米胚芽油的提取方法

2.2.1 压榨法

压榨法主要是物理方法,通过强大的机械压力进行高强度的挤压,生产出油料,这种方法是一种非常原始的方式,被许多油脂厂普遍采用。通过精心的筛选,把油料杂质去除,保证材料是干净清洁的,轧坯的作用主要是形成均匀的分布,油料蒸烘时受热能够平衡,水分分布合理,最终达到全部破坏植物组织的目标,能够榨出更多的油脂。蒸烘可以有效的把蛋白质凝聚性进行改变,增强油脂流动性,积少成多的从料坯中不断流出。

2.2.2 水代法

水代法是小作坊使用的方式,制作出来的油质量品质有保证,保持原有的纯度和香气,制作方式就是以水代油。在制作时,使油料进行完全的烘炒、磨碎,注入足够量的沸水,通过机械搅拌振荡,通过蛋白质亲水性和油脂憎水性特性,使油质分离出来。

2.2.3 水酶法

研究表明,水酶法制取的油脂,具有高氧化稳定性,磷脂过氧化值小于压榨油含量。水酶法是近些年来兴起的一种最新方式,通过对油料的粉碎加工,形成均匀的粒径,这时注入一定量的酶液,使细胞壁形成破损,降解分离包裹在油脂外的木质素、纤维素、半纤维素。这种方法比传统的方法更容易出油,产量较高,有些较多的优点,比如品质好、不需脱胶、酶解简单、能量少、蛋白质多,所以说,水酶提油方法,出油率高、稳定性好。

3 玉米胚芽油发展前景

我国玉米生产充足,玉米油原料已经国产,不爱国外价格影响,市场风险小,玉米油原料与国际相比,没有任何转基因成分。我国需要不断加大对玉米加工和副产品的开发,特别是玉米胚芽油,能够为人们带来健康的生活保障,极大的促进了国内资源利用,社会发展,人们保健意识的提高,玉米胚芽油的发展前景越来越乐观,具有较好的市场前景。

参考文献:

[1]王素敏。玉米胚芽油提取方法及特性研究进展[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版)2007(1)。

[2]唐文婷,蒲传奋。双酶法提取玉米胚芽油工艺研究[J].粮油食品科技,2009(1)。

[3]张秋琴。玉米胚芽油的生产现状与发展前景[J].农产品加工,2008(8)。

[4]任婷婷。玉米胚芽的营养保健价值及其食品的研究开发[J].粮食加工,2012(2)。

[5]李新。水酶法提取玉米胚芽油和纳滤技术回收蛋白质[J].食品工业科技研究与探讨,2002(12)。

[6]顾尤,从玉米胚芽中综合提取油和蛋白的粉工艺研究[J].中国食品添加剂,2009(4)。


;

② 电大药学毕业论文

药学是历代人民大众智慧的结晶。下文是我为大家整理的关于的范文,欢迎大家阅读参考!
篇1
微生物制药中膜分离技术应用探析

【摘要】在当代的生物制药分离工程技术中,膜分离技术已经被广泛应用,并且具有显著应用意义。本文就膜分离技术的应用展开讨论,主要包括在抗生素、氨基酸、酶类分离纯化等的应用进行了介绍,并且根据应用效果,对膜分离技术应用中存在的问题和针对问题的改进方法进行了阐述。

【关键词】膜分离技术;生物制药;分离浓缩

膜分离技术是现代生物制药分离工程的一门新技术,主要针对生物分离、生物浓缩以及净化提纯技术,是当代广泛应用的技术之一,其技术特点是:节约能量、保护产品原有结构不被破坏、无污染、操作简便、常温下可持续操作、有专一性等[1]。而且在膜分离技术中有各种不同的机制,以便用于不同的分离要求,特备是在热敏性物质的分离过程中有显著的优势,因此在食品的深加工以及医药的分离过程中都具有深远的应用意义,具备独特性和实用性。

1膜分离技术应用在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中。

1.1应用特点

与以往传统抗生素提炼工艺相比,膜分离技术程式更为简便,从传统的发酵液过滤、萃取、浓缩,简化为发酵液超滤反渗透,之后经过脱色、干燥环节,就可直接生成产品。因此,膜分离技术不仅简化工艺、操作简单,而且投资少、执行费用低,更节省资源,对产品的结构和外观无破坏,且保证质量,材料分离效率和产品收成率均比较高。由于膜分离技术对溶剂量的要求极低,因此提纯、加工后的废液处理也更为简易。

1.2膜分离技术

膜分离技术主要用于发酵液后的处理,根据截留孔径的不同和分子量的大小,可将处理过程分成十余种,其中较为主要的是超滤、微滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、液膜分离、电渗析、气体分离等技术[2]。

超滤膜分离术截留孔径为2-50nm,采用压差和流速原理,在常温情况下,利用高分子薄膜渗透性,将小于膜孔径的低分子量物质过滤,而将高分子量物质截留,从而提升产品纯度。目前已开发出1000 - 100万分子量超滤膜,可根据分子大小及产品要求纯度对发酵液进行过滤处理,从而将酶、多糖、蛋白质、病毒等大分子物质截留,保证产品纯度。

微滤膜分离技术主要用于细胞收集、液固分离等技术环节,采用筛分原理,将直径0.01-10um以上的粒子截留,防止细菌、细胞、不溶物等物质进入发酵液中,是超滤之前重要的预处理过程。

纳滤膜分离技术截留孔径大约在2nm左右,可高度截留小分子物质,如抗生素、染料、双糖、合成药等小分子物质都会进行截留,而对于有机物、无机盐、水等小分子物质有益物质,可以通过,同时对产物起到浓缩作用,由于膜表明呈负电性,可 *** 水垢污染,此膜分离技术获得较快发展。

反渗透分离技术采用溶解扩散原理,通过截留氨基酸、盐等小分子物质,而通过溶剂分子,从而利于有机物的浓缩,提高纯度。

液膜萃取技术,将萃取与反萃取相结合,利用液膜的选择透过性,将两个液相隔开,进行物质分离。液膜采用均质膜,其表面活性剂,具有传质速度快、分离率高、选择渗透性好,且分离、浓缩可同时进行等特点,为此近几年液膜萃取技术在活性物质的分离提取领域备受关注,如青霉素、红霉素等抗生素的提取就是液膜萃取技术应用的典型例子。但液膜萃取所需原料复杂、膜流动载体单一、易破裂、堵塞等缺点,也是该技术没能进行广泛退刚的原因。

2技术缺陷及改进

由于在压力驱动下,料液透过膜过程中容易被截留,于是导致膜与本体溶液介面间的浓度越来越高,形成较强渗透压,容易在膜表面形成沉积,从而为物质通过造成阻力,使膜发生溶胀或使膜效能恶化,结晶析出,堵塞流道。此外,在物料处理中,由于粒子、溶质分子与膜之间的屋里化学反应,以及浓度极化导致的膜表面浓度超标,很难溶解,膜表面及孔内吸附、沉积引起孔径变小或阻塞,而使膜的透过性和分离性出现不可逆的破坏[3]。

针对以上技术问题,可采用以下方式进行改进:1膜表面改性,可采用改变膜表面极性和电荷的方式,减轻污染;采用吸附力强的溶质吸附, 对于醋酸纤维膜可采用阳离子活性剂进行辐射嫁接,该表膜表面极性,此方法有助于膜表面改性处理,从而提升膜抗污染性及亲水性,增加溶液通量;2有效清洗。针对长期存在的膜污染问题,可采用物理清洗和化学清洗方法进行处理,如果高速流动液体进行冲洗,或海绵球擦洗等,也可采用表面活性剂、螯合剂、过氧化氢、磷酸盐等清洗剂进行清洗,从而去除膜孔、膜面的污染物,增强膜面透过性,延长膜寿命;3引进新型膜材料。陶瓷膜、玻璃膜、金属膜是近几年开发的新型膜材料,具有耐高温、耐溶剂、抗老化、耐细菌、再生性强等优点,且有助于膜截留效能改进,在业界受到广泛应用,是发展最快、最有前景的品种。

3技术革新

在膜分离技术领域,膜萃取、膜反应、膜蒸馏、亲膜分离等技术在未来有更广阔的发展前景,也是膜分离技术的发展方向。这些技术将传统分离技术与现代膜分离技术相结合,取其精华,去除糟粕,将两种技术的有点有效结合,从而提高膜技术的高分辨应用,促使蛋白质-病毒分离术、膜色谱、蛋白质切线流分离等技术更为纯熟,效果更好。这些膜技术的改进和发展,对今后生物制药的分离技术、以及现代生物制药的提纯过程有着重要的作用,是不可或缺的重要技术力量。为此,在未来膜技术领域,人们在关注膜分离渗透性及选择性的同时,也会更注重膜材料、性质、以及相关技术原理等内容,从而为膜分离技术的提升和跨越,提供更广阔的空间。

参考文献

[1]邬方宁.膜分离技术在药物分离中的应用[J].天津药学.201002:196.

[2]谷大建;徐巍.膜分离技术的应用及研究进展[J].中国药业.200806:237.

[3]施东魁;胡春梅.膜分离技术及其在医药生产和研究中的应用[J].中国中药杂志.200615:257-259.
篇2
试分析膜分离在中药制药中的应用进展

摘要:膜分离技术因其便于操作、过程易于控制以及无污染、能耗低等优势,在中药的制药过程中应用广泛,并产生了良好的经济与社会效益。加强膜分离技术的研究具有重要的现实意义。本文立足于膜分离技术及其在中药制药中的应用领域,着重分析了膜分离技术在中药的制药过程中的应用进展。

关键词:膜分离技术;中药制药;应用进展

一、膜分离技术及其在中药制药中的应用领域

一膜分离技术及其特点

膜分离技术是一种在化学位差以及外界能量的推动下,让混合物其中一部分组分通过选择性透过膜,而另一部分则被透过膜截留下来,并有机结合透过膜在分离混合物时,混合物的各组分具有不同的迁移率这一特性,从而实现分离混合物或对其展开浓缩以及提纯等目的新型分离技术。在膜分离过程中,没必要将新物质引入,而且分离中无相变化产生,因此对环境的污染较少,同时所消耗的能量较低,能有效的节约能源。此外,化学势能差以及压力差是膜分离的主要驱动力,其分析装置无运动部件,因此膜分离技术具有操作方便、结构简单、维修方便等特点。

二膜分离技术在中药制药中的应用领域

1.常规除杂。运用膜分离技术,可将热原、鞣质以及蛋白等中药内的大分子杂质去除。例如,运用膜分离技术中的微滤技术,进行何首乌水提液的精制,去除的固体杂质高达67%左右,可获得良好的精制效果;

2.有效成分提纯。当前,膜分离技术在中药的现代化生产中,在进行提纯植物有机酸与色素、黄酮类化合物等有效成分中应用广泛;

3.中药提取液浓缩。一般情况下,在多数的中药提取液中,其目标产物具有的浓度相对较低,要获得最终的产品,通常需要经过大比例干燥或浓缩才能实现。在中药提取液中运用膜分离技术,可将提取液中的无机盐类以及水去除,最终完成中药提取液的浓缩;

4.药酒与中药口服液生产。1在药酒的生产过程中,运用膜分离技术,利于除菌率以及澄明度的提高;且经过较长时间的贮存依然能保障药酒的效能;2在运用传统的水提醇沉法生产中药口服液的过程中,生产的产品具有较大的黏度,且含有大量絮状物、亚微粒等。在中药口服液的生产中,运用膜分离技术可增加口服液中的有效成分浓度,同时还利于中药口服液的澄明度的大幅提升;

5.中药注射剂、浸膏制备。1在中药浸膏制备过程中,采用膜分离技术,能有效缩减中药浸膏崩解时限,提高其崩解效能,并使浸膏中有效成分含量大幅提升,减小中药浸膏的体积;2相较于采取石硫醇法以及醇水法等传统方法进行中药注射剂的制备而言,应用膜分离技术可将热原以及杂质等有效去除,避免不良反应的产生,大幅提升制备产品的澄清度。同时,运用膜分离技术进行中药注射剂的制备还能产生脱色作用。

二、膜分离技术在中药制药中的应用进展分析

一微滤与超滤

可将微滤与超滤的过程看做是一个以膜为介质而展开过滤的过程,它主要是在压力差作用下,结合膜孔径大小而实施筛分的过程。混合液体在压力差作用下通过膜时,比膜孔径小的分子被富集起来,并截留住比膜孔径大的大分子物质,完成混合物分离。在这一分离的过程中,由于分离膜上不断滞留了许多大分子物质,从而降低了膜的通量。加之阻塞以及浓差极化产生的膜污染问题,导致实际膜通量<5%的纯水通量。微滤操作压差通常在0.01MPa-0.2MPa之间,0.1um-5um为其膜孔径范围,适用于含细菌、微粒的溶液的纯化与分离,提取液的澄清等;超滤操作压差通常在0.1MPa-1.0MPa之间,在提纯与分离气体、含胶状物质以及大分子的溶液中应用广泛,同时还用于纯化与浓缩中药提取液,去除内毒素,制备注射剂与口服液等。

二纳滤

在纳滤过程中,压力差是其主要的驱动力。在纳滤分离过程,所需的操作压力<1MPa。同时,运用这一分离技术,其截留物的分子直径约为1nm,而且纳滤膜带电荷,从而在较低的压力作用下,纳滤膜具有的脱盐率较高。此外,纳滤膜的抗污染能力较强,耐压性较高,同时还利于节约投资费用。纳滤在中药分离、浓缩以及精制等过程中应用广泛。

三反渗透

反渗透主要是指实际高于溶液渗透压的压力于溶液一侧,并通过膜,使溶剂分子流向溶剂侧,并确保溶剂分子流向溶液侧的数量多于其向溶液侧透过的数量的过程。静压差高于渗透压以及选择性透过膜是反渗透必不可少的两个条件。在该过程中,操作压力通常为1.5MPa-10.5MPa,0.1nm-1.0nm为截留分子直径。在中药制药中,反渗透主要应用于浓缩药液、水回收利用以及脱除各类无机盐等。

在中药制药中,除以上的膜分离技术应用之外,膜蒸馏、分子印迹技术以及膜整合联用技术在中药的生产过程中也普遍应用。如,运用膜蒸馏技术精制中药,或在人参综合利用中,运用膜蒸馏技术进行人参露与洗参水的浓缩等。

膜分离过程具有分离效率高、可实现自动化与连续操作,而且分离过程简便等优势,使膜分离技术发展成为当前最为节能、高效的分离与浓缩技术之一。在中药制药中,运用膜分离技术,可有效降低生产成本,缩短中药生产周期,并获得良好的环境效益。此外,还可提高中药的附加值,在中药生产中产生了极大的推动作用。因此,在中药制药中,要立足于实际,推广运用膜分离技术,推动中药制药工业快速发展。

参考文献:

[1]苏薇薇,王永刚,刘忠政,李振峰,孙洪贵.现代中药制药生产中的膜分离技术及其装备[J].世界科学技术中医药现代化,2009,06:906-911.

[2]樊君,代巨集哲,高续春.膜分离在中药制药中的应用进展[J].膜科学与技术,2011,03:180-184.

[3]韩伟,罗文锋,孙晓海.固体膜分离技术在中药制药中的研究进展[J].机电资讯,2012,11:13-16.
[4]王艳艳,王团结,彭敏.膜分离技术及其装备在中药制药过程中的应用[J].机电资讯,2013,08:14-19.

③ 膜分离技术在环境工程中的应用探讨论文

膜分离技术在环境工程中的应用探讨论文

摘要:随着科学技术水平的提升,膜分离技术发展的越来越成熟,且应用范围也不断的拓宽,这其中,以环境工程中的应用最为广泛,环境工程中通过应用膜分离技术,可有效地提升环境污染治理及预防的效果,在本文中,论述了各种膜分离技术在环境工程中的具体应用。

关键词:膜分离技术;环境工程;应用

以分离过程为划分依据,膜分离技术中包含多种类型,比如微滤、超滤、纳滤等。通过膜分离技术,可有效地处理环境中的固体、气体污染物,避免这些污染物污染环境,提升环境中的清洁度。环境工程开展的目的在于缓解环境污染的现状,防止环境污染加重,提升环境质量,应用膜分离技术后,可有效地提升工程开展的效果,实现环境质量提升的目的。

一、微滤技术在环境工程中的应用

颗粒、细菌等物质的大小位于0.1~ lOLm时,过滤时适合采用微滤技术,此项技术属于筛网过滤,操作过程中,具备比较低的压力,而且能够较好的适应液体,在饮水处理工程中有着比较广泛的应用。传统的过滤技术中,过滤池中需要设置澄清过滤和二沉池,占地面积比较大,但在应用微滤技术后,澄清过滤及二沉池可以直接取消,使得过滤池的占地面积有效缩小,而且如果水质出现比较大的波动时,过滤处理的效果依然比较好。此外,通过膜分离技术,可以良好的处理废水,循环实现闭路,经过处理的'污染水可以再次回收利用,实现废水再利用的同时,节约水资源,并提升资源的利用效率,同时,还可以将环保意识有效地提升。

二、超滤技术在环境工程中的应用

超滤膜的过滤孔直径非常小,最小0.05nm,最大Inm。环境工程中,应用超滤技术后,物质中含有的固体颗粒、悬浮物可以被有效的过滤清除,同时,大分子物质、胶体的过滤中也可以应用超滤技术,具备比较好的过滤效果。在电泳涂漆废水的处理工程中,广泛的采用超滤技术,通过此种膜分离技术,有效地清除废水中的金属离子杂质,实现废水的回收再利用,提升了废水的再利用效率,并且其再生的可生化性显著增强。需要注意的是,在环境工程在应用超滤技术时,使用的超滤膜及相应的组件通量要比较大,而且所具备的耐高温、抗氧化性能要非常好,当前的超滤技术水平还无法有效地满足这一要求,需要进一步加大研发的力度,实现这一目标。

三、反渗透技术在环境工程中的应用

无论是何种类型的溶质,反渗透膜虽具备的脱除率都非常高,且具备非常高的出水水质,通常,除盐处理工程中经常采用反渗透技术。现阶段,环保领域已经大规模的应用了反渗透技术,主要体现在四个方面,一是改善城市饮用水的水质,二是处理城市污水,三是处理工业废水,四是处理垃圾渗滤液。在垃圾渗滤液中,含有的氨氮、碱度及重金属的浓度非常高,而当氨氮的浓度非常高时,会产生比较大的毒副作用,利用活性污泥法处理垃圾渗滤液时,处理的效果非常差,而应用反渗透技术进行处理时,可以显著的提升处理的效果。现阶段,环境工程应用反渗透技术时,还存在的一定的问题,主要表现在两个方面,一个是膜污染,一个是浓差极化,在今后的研究中,重点在于研究出耐污染、价格低的膜材料,并使新研制的膜材料具备耐高温、抗氧化、超低压的性能。

四、纳滤技术在环境工程中的应用

上世纪八十年代,典型反渗透复合膜出现,随后,经过进一步的研究与开发之后,研制出新型的膜分离技术——纳滤技术,该项技术为分子级技术,位于超滤技术与反渗透技术之间。纳滤技术的过滤过程属于压力驱动型,操作过程中,设置压力时,通常最小设置为0.5MPa,最大时设置为l.OMPa。离子选择性是纳滤膜的一个突出特点,去除二价离子时,去除率可超过95%,但去除一价离子时没去除率仅在40%~ 800/0之间,基于纳滤技术的特点及去除率,在河水有害物质去除、地下水有害物质去除、废水脱色等工程有着比较广泛的应用。在低压状态下,纳滤膜的通量比较高,与反渗透膜相比,仅需比较少的投资成本及操作成本,但利用纳滤技术过滤过程中,纳滤膜较易受到污染,预处理时,需要进水水质比较高,且处理过程比较复杂,使得纳滤技术的应用受到一定的限制。

五、液膜技术在环境工程中的应用

所谓液膜,就是乳液颗粒悬浮在液体中,乳液颗粒层非常薄,膜分离过程中,渗透具有一定的选择性,通过化学反应,萃取和吸附其中的污染物,实现净化。与固膜相比,液膜具有更为快速的传质速度,且具备非常高的选择性和分离效率。在溶液中,如果定分离离子和有机物,适合采用此种技术进行膜分离。当前,医药化工、湿法冶金、废水处理中已经良好的应用液膜分离技术,通过资源化处理的方式,促使废水实现再利用。

六、结论

环境工程中,通过膜分离技术的应用,可有效的减少废水、废气、固体颗粒等对环境的污染,并实现废水的再生利用,有效的增强了环境保护的效果。

参考文献:

[1]陈思贤,曹娟,膜分离技术在水处理环境工程中的应用[Jl.河南科技.2014(16)

[2]杨毅,尹红,安代志等.膜分离技术在液相色谱样品前处理中的应用【J】.榆林学院学报.2014( 06)

[3]黄万抚,严思明,丁声强,膜分离技术在印染废水中的应用及发展趋势[J].有色金属科学与工程.2012(02)

;

④ 关于化学制药的污水处理方面的论文

1、污水除油的必要性随着经济发展和人们生活水平的提高,城市污水的水质也在发生着变化,污水中动植物油及矿物油等油类物质逐渐增多。据有关资料报道,到2000年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理能力达到1050×104m3 /d,其中二级生化处理能力约750×10 4m3 /d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的污染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,由于其水量较小,水质波动较大,在用水高峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的正常运行产生严重影响。以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理能力1×104m3/d,服务人口30000人左右,采用改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计过程中没有考虑进水中的油类物质,但自2003年5月运行以来,发现进水中油类物质逐渐增多,尤其是学校教师公寓和两个学生食堂完工以后,其状况更加严重。在过去的三年间,每到冬季,油类物质覆盖整个氧化沟表面,严重影响了氧化沟的充氧效率和出水水质状况,对进水中油类物质的测定发现其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的平均含量为120mg/L,冬季为210mg/L。2 污水的除油方法分析目前,国内外对含油污水治理的研究方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。化学处理法主要包括化学混凝法、化学沉淀法、催化氧化法及各种方法的结合运用;物理处理法包括离心分离法、过滤和超过滤法、澄清法和气浮法;生化法包括生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。2.1 化学处理法化学处理法主要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质发生絮凝、沉淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目的。目前,在污水的除油过程中,化学法的研究主要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂主要包括无机和有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的应用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还具有除硫作用。有机絮凝剂主要包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,由于分子量大,吸附悬浮物及胶质能力强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青睐。在其应用方面,已经批量生产的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝剂具有良好的絮凝除浊、破乳除油和去除有机物的能力[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除具有较好的效果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。近几年,污水除油方法在能量化学领域也有研究[9~12],如磁化学技术的研究[9~11],废水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行表面处理,使其表面被服一层亲油和疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可使用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可运用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。2.2 物理处理法物理处理法是污水除油系统中应用最多的一类方法,其核心思想是采用物理的方法达到油水的分离。在污水的除油过程中,物理法的研究主要集中在油水分离器的研究开发,其中包括浮选技术及浮选器、旋流技术及旋流器、膜技术及膜器等方面。2.2.1 浮选技术浮选净化技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离的一种新的除油方法。根据在于水中形成气泡的方式和气泡大小的差异,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法,其详细分类及每种方法的优缺点如表1所示。表1浮选处理方法的分类方法名称具体方法浮选成因主要优点主要缺点溶气浮选法加压溶气浮选法 真空浮选法在加压下,使气体溶解于污水,又在常压下释放出气体,产生微小气泡。在减压下,使溶解于水中的气体释放出来,产生微小气泡。气泡的尺寸小、均匀、操作稳定、设备简单、管理维修方便、除油率高上浮稳定、絮凝体破坏可能性小、能耗小流程较复杂、停留时间长、设备庞大、操作麻烦 溶气量小、操作及结构复杂诱导浮选法机械鼓气浮选法叶轮浮选法 射流浮选法让气体通过无数个微小的孔隙或缝隙,产生微小气泡。叶轮转动产生负压吸入气体,并依靠其剪切力使吸入气体变成小气泡。依靠水射器的作用使污水中产生微小气泡能耗小、浮选室结构简单。 溶气量大、停留时间短、处理速度高于溶气浮选工艺、除油效率高、设备造价低、耐冲击负荷。噪声小、工艺简单、总体能耗低、产生气泡小、除油效率好于叶轮式需投加表面活性剂才能形成微小气泡、使用范围受限、微孔易堵。浮选中必须添加浮选助剂、气泡大小不均匀、可能产生些无效气泡、制造维修麻烦。水射器要求高电解浮选法电解浮选法电絮凝浮选法选用惰性电极,使污水电解产生微小气泡。选用可溶性电极(Fe、Al等)在阳极上产生微小气泡,在阴极上有混凝作用的离子气泡小、除油率高。 气泡小、浮选与絮凝同时进行、除油率高极板损耗大、运行费用高。 同上化学浮选法化学浮选法依靠物质之间的化学反应,产生微小气泡(生成CO2,O2)。设备投资低、气泡量易于控制、尤适用于悬浮物含量高的污水污泥量增加、劳动强度大。 2.2.2 旋流技术水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,由于圆锥截面的收缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,由于油和水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面不断缩小,流速继续增大,小油珠继续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,由于流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。图1 水力旋流器的工作原理示意图国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究和工程应用,现已进入重大技术发展阶段。目前,美国 Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚 BWN Vortoil 公司,瑞典 ALFALAVAL公司都开始生产油水旋流分离器。国内许多研究单位和企业也先后开展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘探局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。2.2.3 膜技术膜处理技术是最近兴起的一项污水除油的新技术[22,23],其核心思想是利用半透膜作选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中的其他组分从而达到分离目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油过程中日益受到人们的重视。在膜技术的研究应用方面,天津天膜技术工程公司曾采用中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为理想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊效果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,取得较好效果[24]。但在膜技术应用中,都不同程度的存在膜的清洗问题。2.3 生化处理法生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有部分去除效率,但去除率较低。目前生物技术在污水除油中的应用主要集中在筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株具有较强除油能力的菌种进行研究,发现将其回接污水后,平均除油率达68%,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90 %,而同批污水自然存放10d后的除油率仅为29%。采用选培优良菌种集中快速处理,可以显著提高此类污水的处理效率[25]。3 除油方案探讨针对西科大污水厂的油类物质,2003年~2005年冬季我们曾采用水力冲刷氧化沟表面和在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷虽然可以暂时使氧化沟表面的油类物质吸附在污泥表面沉淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会重新布满池面;沉砂池前投加石灰可以减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对部分微生物产生抑止,其产生的沉淀物质在沉砂池中很难沉淀下来,带到氧化沟后容易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了暂时避免氧化沟的缺氧问题,我们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使漂浮的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可以说上述的措施并未达到理想的除油目的。在选择除油方案时,我们也考虑了水力旋流器等物理方法,但由于其细格栅和沉砂池之间的空间限制以及昂贵的能耗费用和分离出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采用。由于西科大污水厂的油类的来源较为单一,我们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分离出来的油污和食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技术对其余的油类进行处理,从而达到节约费用,提高除油效率的目的。4 结论4.1 污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究应用。4.2 中小城镇的污水处理厂由于存在资金困难等因素,在设计过程中往往没有考虑除油设施,而运行中油类的污染又直接影响其处理效果,因此其除油措施的实施必须结合各厂的具体情况。4.3 对于油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理会起到简单、经济和实用的效果。4.4 微生物技术作为一种新兴的技术,在污水除油领域的研究应用正在不断深化,筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种对于中小型污水处理厂的除油具有节能、高效等优点。

⑤ 华东理工:金属氧化物/还原石墨烯纳米复合材料的合成用于纳滤膜

成果简介

本文,华东理工大学龙东辉教授等研究人员在《Nature Communications》期刊 发表名为“General synthesis of ultrafine metal oxide/reced graphene oxide nanocomposites for ultrahigh-flux nanofiltration membrane”的论文, 研究提出一种通用、简便的胶体合成法来制备用于纳滤膜的超细金属氧化物/rGO纳米复合材料。 这种合成的基础是利用GO表面的氧官能团作为快速异相成核的优先位置,导致在rGO表面形成尺寸小于3 nm的单分散金属氧化物纳米颗粒,并以高密度负载于rGO表面。这种合成方法对于锚定各种金属氧化物纳米颗粒(如ZnO、CoO、CuO、MgO、Fe2O3、Nb2O5、CdO、La2O3、MoO3)和金属硫化物(如ZnS、MoS2纳米颗粒)具有很强的通用性。

这些超细纳米粒子的粘附性可以抑制rGO纳米片的起皱和再堆积,形成高度稳定的胶体溶液,用于低成本的纳滤膜的溶液处理。由于纳米颗粒起到刚性柱子的作用,不仅增加了rGO片层之间的距离,而且在二维纳米通道之间创建了狭窄的曲折路径,用于染料分子的尺寸排斥分离。这项研究展示了将刚性纳米颗粒作为间隔物用于解决GO基膜的渗透性和选择性之间的权衡问题,为下一代纳滤膜的设计提供了新见解。

图文导读

图1:超细ZnO/rGO纳米复合材料的合成和表征。

图2:GO表面形成超细ZnO纳米粒子的机理研究。

图3:GO表面上超细ZnO纳米颗粒形成的DFT计算。

图4:ZnO/rGO 膜的表征。

图5:ZnO/rGO和GO膜的纳滤性能。

文献:

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28180-4

⑥ 张兵的7.发表论文

已发表学术论文40余篇,被SCI/EI收录23篇(其中SCI收录17篇),被引用136次,单篇引用最高达36次。
(1)学术论文:
2014-2015年
17) Bing Zhang *, Dandan Zhao , Yonghong Wu, Hongjing Liu , Tonghua Wang *, Jieshan Qiu. Fabrication and Application of Catalytic Carbon Membranes for Hydrogen Proction from Methanol Steam Reforming. Ind.Eng.Chem. Res. (IF=2.3), 2015, 54(2): 623-632. SCI/EI收录
16) B Zhang*, D Wang, Y Wu, Z Wang, T Wang, J Qiu. Modification of the desalination property of PAN-based nanofiltration membranes by a preoxidation method. Desalination (IF=4.0), 2015, 357: 208-214. SCI/EI收录
15) Zhang, Bing*; Dang, Xiaolong; Wu,Yonghong; Liu, Hongjing; Wang, Tonghua; Jieshan, Qiu. Structure and gas permeation of nanoporous carbon membranes based on RF resin/F-127 with variable catalysts. Journal of Materials Research (IF=1.9), 2014, 29(23): 2881-2890, (SCI/EI)
14)Bing Zhang*, Yonghong Wu, Yunhua Lu, Tonghua Wang, Jieshan Qiu*.Preparation and characterization of carbon and carbon/zeolite membranes from ODPA-ODA type polyetherimide. Journal of Membrane Science (IF=4.9), 2015, 474:114-121. (SCI/EI)
13) H.J. Liu, D. Li, H. Yao, Y. Pan, Y. Zhang, B. Zhang, Enhancement of Carbon Dioxide Mass Transfer Coupling the Synthesis of Calcium Carbonate Fine Particles by (Ionic Liquid)-Emulsion Liquid Membrane, Journal of Dispersion Science and Technology, 36 (2015) 489-495. (SCI/EI)
12)吴永红,张兵,张满闯, 周佳玲, 王同华. 聚丙烯腈基炭膜的制备及气体分离性能的研究. 化学工程, 2015, 已录用。2015-0086。(CSCD收录)
10) 吴永红,谷裕,肖大君,张兵, 江园, 周佳玲. 聚丙烯腈基纳滤膜脱盐性能的研究. 应用化工,2015,已录用。(CSCD收录)
9) 孙明珠,张兵*,吴永红,朱静. 超声波在强化燃料油氧化脱硫技术的研究进展. 现代化工,2015, 已录用。(CSCD收录)
8) 吴永红,张兵*,肖大君. 宁夏无烟煤基活性炭的制备及吸附性能研究. 化工新型材料,2015,已录用。(CSCD收录)
7) 张兵*, 赵丹丹, 沈国良, 于智学, 吴永红, 王同华.强化甲醇制氢反应的酚醛树脂基炭膜制备. 沈阳工业大学学报,2014,36(5):503~508.
6) Zhang, B*; Shi, Y; Wu, Y; Wang, T; Qiu,J. Preparation and characterization of supported ordered nanoporous carbon membranes for gas separation. Journal of Applied Polymer Science, 131 (4):2136-2146, 2014.(SCI/EI)。
5) B Zhang*, Y Shi, Y Wu, T Wang, J Qiu. Towards the preparation of ordered mesoporous carbon/carbon composite membranes for gas separation. Separation Science and Technology, 49 (2): 171–178, 2014. (SCI/EI)。
4) B. Zhang*, Z. Yu, Y. An, Y. Wu, Y. Shi,Z. Liu, T. Wang. Preparation and characterisation of large sized ordered mesoporous carbon film from resorcinol/formaldehyde by basic catalysts. Materials Research Innovations, 2014, 18(4): 294-299. (SCI/EI)。
3) 吴永红,张兵*,石毅,赵丹丹,党晓龙,王同华. ODPA-ODA型聚醚酰亚胺膜的预氧化机理. 沈阳工业大学学报, 2014,36(3):280~285.
2) 张兵*, 党晓龙, 吴永红, 于智学,王同华. 成膜基质对炭膜结构与气体分离性能的影响. 膜科学与技术, 2014, 34(6): 17-21.
1) 张兵*,石毅,吴永红, 赵丹丹, 党晓龙, 王同华. 分离炭膜研究的新技术进展. 化工新型材料, 2014,42(8): 7-8+28.
2012-2013年
5) 吴永红, 张兵*, 沈国良, 赵丹丹, 党晓龙. 烟煤基活性炭的制备及脱除甲基橙性能的研究. 化工进展, 32(z): 88-92, 2013.
4) 张兵*,于智学,石毅,吴永红,王同华. BPDA-ODA型聚酰亚胺基沸石杂化炭膜的制备及气体分离性能. 膜科学与技术, 33(3): 33-38, 2013.
3) 张兵*,王颖,吴永红,赵薇. 聚丙烯腈纳滤膜的制备及其对氯化钙的去除. 化工环保, 33(4):349-353, 2013.
2) Sun, MZ*; Zhang, B; Wu, YH; Zhu, J;Zhao, DZ. Deep oxidative desulfurization of FCC diesel fuel with ultrasound. Petroleum Science and Technology, 30(23): 2471-2477, 2012. (SCI/EI)
1) 吴永红, 孟繁妍, 于智学, 张兵*, 王同华. 有序多孔炭材料的研究进展. 化工新型材料, 40(1): 10-12, 2012.
2009-2011年
13) B. Zhang*, Y. Wu, T. Wang, J. Qiu, S.Zhang. Microporous carbon membranes from sulfonated poly(phthalazinone ethersulfone ketone): Preparation, characterization and gas permeation. Journal of Applied Polymer Science, 122 (2): 1190-1197, 2011. (SCI/EI)
12) B. Zhang*, Y. Wu, F. Meng, T. Xu, J.Zhu, M. Sun. Preparation and characterization of ordered nanoporous carbonmaterials by templating method. Procedia Engineering, 27: 762 – 767, 2012. (EI)
11) Zhang, B*; Wu, YH; Wang, TH; Qiu, JS;Xu, TJ; Sun, XH. Effects of curing method on the gas separation performance of phenolic resin/poly(vinyl alcohol)-based carbon membrane materials. Materials Science Forum, 675-677: 1185-1188, 2011.(EI)
10) 吴永红,张兵*,朱静,孙明珠. 偏三甲苯溶剂法2,4′-二羟基二苯砜的合成. 精细石油化工,28(3):73-76, 2011.
9) 孟繁妍,于智学,吴永红,张兵*. 支撑有序孔炭膜的制备及气体分离性能. 化工进展,30(Z2):85-88, 2011.
8) 张兵*,于智学,吴永红,傅承碧,班玉凤. 无机膜反应器的研究进展. 材料导报, 25(S2):450-453, 2011.
7) 宋菊玲,吴永红,刘波,张兵. 沸石吸附脱除水溶液中品红的研究. 化学工程与装备,(1):30-31, 2011.
6) 吴永红,孟繁妍,朱静,孙明珠,张兵*. 活性炭二次化学活化剂其吸附性能的研究. 石油化工, 39 (z):1000-1002, 2010.
5) 赵文凯,朱静,宋菊玲,孙明珠,吴永红. 生物柴油降凝方法的研究. 当代化工, 39(2): 141-143, 2010.
4) 朱静,付雪,孙明珠,吴永红. 大豆油生物柴油降凝方法研究.粮食与油脂, 11:7-9, 2010.
3) B Zhang, G Shen, Y Wu, T Wang, J Qiu, TXu, C Fu. Preparation and characterization of carbon membranes derived frompoly(phthalazinone ether sulfone) for gas separation. Ind.Eng.Chem. Res.2009, 48 (6): 2886–2890. (SCI/EI)
2) T Wang, B Zhang, J Qiu, Y Wu, S Zhang, Y Cao. Effects of sulfone/ketone inpoly(phthalazinone ether sulfone ketone) on the gas permeation of their derived carbon membranes. Journal of Membrane Science, 2009, 330: 319-325. (SCI/EI)
1) B. Zhang, T. Wang, Y. Wu, S. Zhang, etal. Preparation and gas permeation of composite carbon membranes from poly(phthalazinone ether sulfone ketone). Separation and Purification Technology, 2008, 60: 259–263. (SCI/EI)
2006年以前
6) B. Zhang, T.H. Wang, S.H. Zhang, J.-S.Qiu, X.G. Jian. Preparation and characterization of carbon membranes made from poly(phthalazinone ether sulfone ketone). Carbon, 2006, 44 (13): 2764-2769. (SCI/EI)
5) B. Zhang, T.H. Wang, S.L. Liu, S.H.Zhang, J.-S. Qiu. Structure and morphology of microporous carbon materialsderived from poly(phthalazinone ether sulfone ketone). Microporous and Mesoporous Material, 2006, 96(1-3):79-83. (SCI/EI)
4) Q. Liu, T. Wang, C. Liang, B. Zhang, S.Liu, Y. Cao, J. Qiu. Zeolite married to carbon-a new family of membrane materials with excellent gas separation performance. Chem. Mater., 2006, 18(26): 6283-6288. (SCI/EI)
3) 张兵,王同华,邱介山等,聚酰亚胺基气体分离炭膜的研究进展, 膜科学与技术,2007,27(5):97-101.
2) 刘诗丽,王同华,张兵,聚醚砜酮薄膜热稳定性及热解动力学规律的研究, 新型炭材料, 2004,19: 224-228. (SCI收录)
1) 张兵, 李平. 活性炭纤维填充床脱除水中苯和氯苯及其再生的研究, 沈阳化工学院学报, 2003, 17 (3): 188-192.
学术会议交流
30) Yonghong Wu1, Bing Zhang1,2,*, Dandan Zhao1, Xiaolong Dang1, Tonghua Wang2. Fabrication of supported carbon/carbon composite membranes for gas separation. PO-1-00931. The 10th International congress on membranes and membrane processes. ICOM2014, July 20-25, 2014, Suzhou,China.
29) Xiaolong Dang1, Yonghong Wu1, Bing Zhang1,2,*, Dandan Zhao1, Tonghua Wang2. Preparation and characterization of phenolic resin-based carbon membranes. PO-1-00945. The 10th International congress on membranes and membrane processes. ICOM2014, July 20-25, 2014, Suzhou,China.
1) 吴永红,张兵*,石毅,王同华. 炭/炭杂化膜的制备及气体分离性能研究. 2013年10月25~27日,“第八届全国膜与膜过程学术报告会”,大连,口头报告。
2) B Zhang*, Y SHI, Y Wu, D Zhao, X Dang, T Wang. Preparation and characterization of carbon molecular sieving membranes made from BTDA-ODA type polyimide. 2013年7月16~19日,“亚太膜学会第八届会议(The 8th Conference of Aseanian Membrane Society , AMS8)”,西安,墙报展示。(P2-A-60)
3) 张兵*, 于智学, 石毅, 吴永红. 催化炭膜的制备及强化甲醇制氢研究. 第十六届全国催化会议, 沈阳, 2012年10月(全国会议)
4) 于智学, 张兵*, 石毅, 吴永红. 酚醛树脂基微滤炭膜的制备及在甲醇制氢的应用. 第十六届全国催化会议, 沈阳, 2012年10月.
5) B. Zhang, * Y. Wu, Y. Shi, T. Wang, J. Qiu. Preparation and characterization of carbon molecular sieving membranes made from Polyetherimide. International Carbon Conference, 2011年7月25-29,华东理工大学. Shanghai.
6) F. Meng, B. Zhang*, Z. Yu, Y. Wu, T. Xu, C. Fu. Controlled fabrication of ordered nanoporous carbon membranes by preoxidation. International Carbon Conference, 2011, July, 25-29, Shanghai.
7) 张兵*, 吴永红, 于智学, 石毅, 王同华. 沸石杂化炭膜的制备及气体分离性能. 第七届全国膜与膜过程学术报告会,2011年11月4-7日, 杭州
8) 孟繁妍; 于智学; 吴永红; 张兵*. 支撑有序孔炭膜的制备及气体分离性能. 第四届全国传质与分离工程学术会议(全国会议)(墙报)2011/11/18-2011/11/21, 天津
9) B. Zhang*, Y. Wu, T. Wang, J., T. Xu, X. Sun. Effects of curing method on the gas separation performance of phenolic resin/poly(vinyl alcohol)-based carbon membrane materials. The 7th International Forum on Advanced Material Science and Technology, 26-28 June 2010, Dalian, 318.
10) Zhang B*, Fu C, Zhao H, Wu Y, Zhang D. Hydrogen proction from methanol steam reforming via a plate carbon membrane reactor. International Symposium on Sustainable Energy: Challenges and Opportunities, 2010, Feb 5-8, Beijing.
11) 孟繁妍, 张兵*, 吴永红, 徐铁军, 孙秀华. ZSM-5杂化PR/PVA炭膜的制备及透气性. 第四届中国膜科学与技术报告会. 2010年10月16-18日, 北京, 176-179.
12) 张兵*, 吴永红, 孟繁妍,徐铁军, 朱静, 孙明珠. 模板法有序纳米孔炭材料的制备及表征. 2010中国材料研讨会, 2010年6月19-21日, 长沙, 189.
13) 张兵*, 孟繁妍, 吴永红, 王同华. 软模板法酚醛树脂基有序纳米孔炭膜的制备. 第六届全国化学工程与生物化工年会, 2010, 10月 29-31日, 长沙.
14) 张兵,吴永红,王同华,等. 酚醛树脂/聚乙烯醇基炭膜的制备及气体渗透性.中国工程院化工、冶金与材料工程学部第七届学术会议,2009,11月,天津,p608-613.
15) B. Zhang, T.H. Wang, S.H. Zhang, J.-S. Qiu, The structural characterization of carbon membranes derived from poly(phthalazinone ether sulfone ketone)s, Carbon’05 inKorea, 2005. p223-224.
16) B. Zhang, T.H. Wang, S.H. Zhang, J.-S. Qiu, Effect of sulfone/ketone of poly(phthalazinone ether sulfone ketone) on gas permeation of carbon membranes. China/USA/Japan joint chemical engineering conference, Beijing,China, 2005. p85.
17) B. Zhang, T. Wang, S. Liu, J. Qiu, X. Jian, Preparation and characterization of carbon membranes derived from sulfonated poly (phthalazinone ether sulfone ketone), Carbon’06 in United Kingdom, 2006.
18) B. Zhang, T. Wang, Q. Liu, S. Liu, S. Zhang, J. Qiu, Improvement in gas permeation of carbon membranes derived from PPESK by adding additives. Carbon’06 inUnited Kingdom, 2006.
19) L. Hu, B. Zhang, T. Wang, S. Liu, S. Zhang, J. Qiu, Preparation and gas permeation of carbon membranes derived from HQDPA-ODA polyimide, The Third Conference of Aseanian Membrane Society, 2006. Beijing,China.
20) Q. Liu, T. Wang, B. Zhang, J. Qiu, C. Liang, Y. cao. Nanostructured carbon/zeolite composite membrane for gas separation. Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem. “Chemistry of Carbon Materials and Nanomaterials”,231st ACS National Meeting, Atlanta, GA,USA, March 26-30,2006.
21) Q. Liu, T. Wang, B. Zhang, H. Zhang, J. Qiu, C. Liang. A self-supporting composite carbon membrane prepared by pyrolysis poly (amic acid) /carbon nanotuble. Carbon 2006, The International Carbon Conference Aberdeen,UK, 2006, July 16-21. (SCI)
22) Q. Liu, T. Wang, Q. Liu, B. Zhang, S. Liu, L. Wang, C. Liang, J. Qiu, Y. Cao. Rational Design and synthesis of novel carbon-metal Composite membrane with controlled porosity through Metal-Catalyzed Decomposition of Surrounding Matrix.The Third Conference of Aseanian Membrane Society. July 19-21, 2006, Beijing,China.
23) 张兵,王同华,邱介山等,一种用于制备气体分离炭膜的新型聚合物材料, 第七届全国新型炭材料学术研讨会, 西宁, 2005.p17-20.
24) 张兵,王同华,邱介山等,聚酰亚胺基炭分子筛膜的制备及表征, 第二届中国膜科学与技术报告会, 北京, 2005.p34-37.
25) 张兵,王同华,邱介山等,前驱体化学结构对炭膜气体分离性能的影响, 第二届全国化学工程与生物化工年会, 北京, 2005. p104.
26) 张兵,王同华,邱介山等,聚醚砜酮基气体分离炭膜的制备及表征, 2005年全国博士生学术论坛, 上海复旦大学, 2005. p69-75.
27) 刘庆岭,王同华,张兵,等,新型/沸石纳米复合膜气体分离炭膜的制备与表征, 第二届中国膜科学与技术报告会, 北京, 2005.p96-98.
28) 刘庆岭, 王同华, 刘勤华, 张兵, 邱介山, 曹义鸣. 新型C/TiO2 纳米复合膜制备及其气体分离性能研究. 第二届全国膜技术在冶金中应用研讨会. 南京, 2006年5月27~28日.
(2)教学改革论文
1) 教改论文《化工热力学课程中“教-学-用”三位一体关系的探讨与实践》张兵,沈国良,李素君,吴永红,闫金城,徐铁军,班玉凤《化学工程与装备》,2013,(6):218-220.
2) 教改论文《基于实践教学培养创新型化工类人才改革的探讨》张兵,吴永红,沈国良,朱静,孙明珠《中国科教创新导刊》,2011,(29):15-16.
3) 教改论文《石油加工生产技术专业应用型人才培养的探讨》朱静,沈国良,赵文凯,孙明珠,班玉凤,张兵《化工高等教育》,2010,(05):17-19.
4) 教改论文《在有机化学实验中培养低碳意识》胡志泉,张兵《学习月刊》,2010,(12):131
5) 教改论文《浅析化工专业英语教学方法》张兵,吴永红《化学工程与装备》,2008,(01):98-100
(3)专利申请
[1] 张兵, 吴永红, 刘红宇. 一种调控聚丙烯腈纳滤膜截留率的预氧化方法. 发明专利申请号201410048187.2
[2] 虞琦; 张兵; 徐铁军; 张航. 一种用于油水分离的炭膜的制备方法.发明专利申请号201410127314.8
[3] 张兵;吴永红;傅承碧;徐铁军. 一种炭膜反应器及其使用方法. 发明专利授权号ZL201010118376,授权日2012.05.23
[4] 张兵;吴永红;傅承碧;徐铁军. 一种2,4-二羟基二苯砜的合成精制方法, 申请号200910188206
[5] 张兵;吴永红;孟繁妍;于智学;石毅. 一种制备有序多孔炭膜的基质诱导法,发明专利授权号ZL201110330039.6,授权日2015.03.11
[6] 张兵;吴永红,朱静,孙明珠,于智学,石毅. 一种制备催化炭膜的共混热解法. 发明专利申请号2012101815829
[7] 张兵, 吴永红, 石毅,赵丹丹, 党晓龙. 一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场干预成膜方法. 发明专利申请号2012104962336
[8] 张兵, 王同华, 吴永红, 李琳. 一种用于调控炭膜气体分离性能的磁场装置, 授权号ZL 201220713366.X,授权日2013.06.12
[9] 王同华,张兵,邱介山,一种气体分离膜渗透仪的改进方法,授权号ZL2005102007928,授权日2013.06.12
[10] 王同华,张兵,邱介山, 蹇锡高. 聚醚砜酮基气体分离炭膜的制备方法,授权号ZL20051020079327,授权日2009.07.01

⑦ 设计处理印染废水的微生物菌种筛选步骤并提出可能的培养方案。设计一篇论文,要求步骤清楚。求高手指点~

苏科吧???李lian教的吧???
我靠!!!!!!!LP啊!!!!!这世界太小了!!!你也太猥琐了!!!这个作业还网络知道!!!我就不说你了!!!!自己反省去吧!!!!别问我是谁!!!

⑧ 制药工程类毕业论文选题

1、 [制药工程]三黄保肝胶囊提取纯化工艺研究

2、 [制药工程]超滤膜生产废水中DMAc的回收研究

3、 [制药工程]膜结晶L-赖氨酸的研究

4、 [制药工程]谷胱甘肽分离方法的研究

5、 [制药工程]有机溶剂对纳滤膜作用机理的研究

6、 [制药工程]新型食品保鲜剂——1-甲基环丙烯的合成

http://ww1.tabobo.cn/soft/search.asp?act=Topic&classid=&keyword=%D6%C6%D2%A9%B9%A4%B3%CC&btn=+%CB%D1%CB%F7+

⑨ 探究水处理陶瓷膜制备与应用技术研究进展论文

探究水处理陶瓷膜制备与应用技术研究进展论文

膜技术被认为是21 世纪最优前景的水处理技术之一,膜材料技术、膜分离技术在近十几年得到很大发展,在水处理领域得到了广泛应用。水处理陶瓷膜的过滤、分离性能与膜孔径大小及其分布、孔隙率、表面形貌等有密切关系。陶瓷膜的活性分离层是颗粒以任意堆积方式形成的,孔隙率通常为30 ~ 35%,且曲折因子调控较为困难,陶瓷膜的水处理效能受到局限。研究陶瓷膜制备、修饰、工艺优化新技术以提高其过滤、分离、抗污染效能是水处理陶瓷膜领域的研究重点。

1. 水处理陶瓷膜制备技术

1.1 致孔剂制备技术

致孔剂是提高水处理陶瓷孔隙率简单又经济的方法,致孔剂可分为无机物和有机物两类。无机致孔剂有碳酸铵、碳酸氢铵和氯化铵等高温易分解的盐类或无机碳如石墨、煤粉等;有机致孔剂主要包括天然纤维、高分子聚合物,如锯末、淀粉、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。Yang 等 以Al2O3 为膜基体,以膨润土为烧结助剂,以玉米淀粉作为造孔剂通过挤出、交联、干燥、烧结等过程制备陶瓷膜。研究发现随着淀粉含量的增加,Al2O3 支撑体的最大孔径和平均孔径均有所增大,陶瓷膜的孔隙率可有24% 提高至38%。

1.2 模板剂制备技术

模板剂可有效控制所合成材料的形貌、结构和大小,并制备出孔结构有序、孔径均一、孔隙率大的微孔、介孔和大孔材料。模板剂法具有丰富的选材和灵活的调节手段,采用模板剂法制备水处理陶瓷膜极具前景。Xia 等 以有机聚苯乙烯微球为模板剂,采用UV 聚合的方法制备出孔径为100nm 的三维有序聚氨酯大孔材料。Sadakane 等 以PMMA 为模板剂制备出具有三维有序大孔的金属氧化物材料,其孔隙率范围为66 ~ 81%。表面活性剂在溶液中可以形成胶束、微乳、液晶、囊泡等自组装体,也常被用作自组装技术中的有机物模板剂。利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板剂可制备出有序的介孔分子筛MCM41,具有多种对称性能的孔道,孔径在2 ~ 50nm 的.范围内。Choi 等以Tween80 为模板剂制备了具有梯度孔径结构的TiO2-Al2O3 陶瓷膜,陶瓷膜的渗透性能大大提高。

1.3 纤维层积制备技术

陶瓷纤维材料在成膜过程中可以迅速在支撑体表面沉积搭桥,明显减少了膜层的内渗,并且容易得到较高的孔隙率和比表面积,对膜材料渗透性能的提高具有显著作用。Ke 等 以TiO2 纤维为原料,通过旋涂法制备出平均孔径在50nm 的陶瓷纤维膜,对球形粒子截留率超过95%,膜通量在900Lm-2h-1 以上。

1.4 溶胶- 凝胶制备技术

溶胶- 凝胶技术主要是通过调整材料尺寸控制陶瓷膜分离层的分离精度。溶胶- 凝胶法可形成纳米级别的溶胶,得到的陶瓷膜层孔径小、孔径分布窄,适用于高渗透选择性的超滤膜和纳滤膜的制备。Tsuru 等 利用聚合溶胶路线制备出平均孔径0.7 ~ 2.5nm 的TiO2 纳滤膜,对PEG 的截留分子量为500 ~ 000Da,对Mg2+ 的截留率为88%。

2. 水处理陶瓷膜修饰技术

2.1 化学气相沉积修饰技术

采用化学气相沉积法(CVD)在陶瓷膜表面沉积硅氧化物或金属氧化物来改善陶瓷膜孔结构以及过滤性能,是一项非常有效的手段。Lin 等 采用CVD 技术对平均孔径为4nm 的Al2O3 陶瓷膜进行修饰,制备出孔径范围为0.4 ~ 0.6nm 的SiO2 陶瓷膜。CVD 的方法一般需要在高温、真空的环境中进行,并且要求前驱物具有一定的挥发性。

2.2 原子层沉积修饰技术

原子层沉积技术(ALD)可将物质以单原子膜形式层层沉积在陶瓷膜表面,从而构建陶瓷膜表面微纳结构。Li 等 在平均孔径50nm 的陶瓷膜表面上通过原子层沉积氧化铝层,通过控制原子层沉积次数来调控膜的平均孔径,改性后陶瓷膜对BSA的截留率由2.9% 升至97.1%。

2.3 表面接枝修饰技术

表面接枝技术常被用来调控膜材料的表面性质,接枝过程将改变膜的孔结构,达到减小孔径的目的。陶瓷膜表面一般会吸附水形成大量羟基,通过接枝有机硅烷的方法在介孔膜表面可以修饰一层有机分子层。通过调控接枝分子的链长与官能团等特性可以实现调控孔径大小的目的,且能获得特殊的表面性质。Singh 等 发现接枝硅烷偶联剂可以使多孔陶瓷膜孔径进一步变小。Cohen 等 将亲水性PVP 接枝在陶瓷超滤膜表面上,改性后的膜孔径减小,截留性能提高,抗污染性能得以改善,可用于油水分离。

3. 水处理陶瓷膜制备与修饰工艺优化

3.1 陶瓷膜材料、添加剂选取

水处理陶瓷膜的制备主要集中于原材料及烧结工艺,通过添加烧结助剂以降低烧结温度、采用低成本易烧结原料以降低原料成本,以及利用先进的烧结工艺以达到低成本控制是陶瓷膜的研究重点。陶瓷膜制备过程中常在基膜材料中加入一些液相型或者固相型烧结助剂。高岭土、钾长石等天然硅酸盐黏土矿物在较低温度下便能熔融形成液相,在颗粒间毛细管力的作用下润湿并包裹膜材料基体颗粒,并将颗粒黏结起来,辅以多孔陶瓷膜良好的机械强度。氧化钛、氧化锆等金属氧化物能与陶瓷膜基体形成多元氧化物固熔物而使烧结温度下降,有利于陶瓷膜制备。

3.2 陶瓷膜烧制过程优化

多孔陶瓷膜必须经过多次烧结,存在烧结工艺周期长、能耗高的问题。除采用烧结助剂或采用易烧结材料以降低烧结温度外,减少烧结时间或缩短制备周期也能达到降低烧结工艺成本的目的。在减少烧结时间方面,微波烧结技术是一种非接触技术,热通过电磁波的形式传递,可直达材料内部,最大限度地减少了烧结的不均匀性,可在缩短烧结时间的同时,降低烧结温度。微波技术大多用于制备几近致密的陶瓷复合物,同时由于其可改善材料组织、提高材料性能,亦可用于多孔陶瓷复合物的制备。在缩短烧结周期方面,一些研究者借鉴低温共烧陶瓷技术在多层结构陶瓷元器件封装领域的成功应用,提出采用共烧结技术来减少烧结次数,从而降低烧结成本。

4. 结论

水处理陶瓷膜制备技术以提高陶瓷膜整体性能为目的,通过调控陶瓷膜微结构可实现陶瓷膜制备技术的突破。目前,致孔剂制备技术、模板剂制备技术、纤维层积制备技术、溶胶- 凝胶技术、固态粒子烧结技术等陶瓷膜制备技术已日益得到关注。水处理陶瓷膜制备技术研究将引领和推动陶瓷膜技术及产业的发展,缓解水厂升级改造、提升水质品质的瓶颈压力。

;

⑩ 浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文

浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文

在日常学习和工作生活中,大家都不可避免地要接触到论文吧,借助论文可以达到探讨问题进行学术研究的目的。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?以下是我为大家整理的浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文,希望对大家有所帮助。

浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文 篇1

论文摘要:纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的新型压力驱动膜分离技术。本文介绍了纳滤技术的分离特点,较全面的论述了纳滤在废水处理、饮用水生产、生化医疗和食品工业、饮料行业等方面的应用,并指出纳滤技术在应用过程中存在的问题及今后的发展方向。

论文关键词:纳滤;分离特点;水处理

1 引言

膜分离技术是近年来发展迅速,应用广泛的高新技术。与传统的分离技术相比,具有分离效率高、无相变、无化学反应、体积小、能耗低和操作方便等优点。纳滤作为膜分离技术中的一种,是介于超滤和反渗透之间的孔径接近于1mm的新型压力驱动膜技术。它既能截留透过超滤膜的小分子有机物和多价盐离子,又能透析被反渗透所截留的无机盐。基于它自身独特的性能使它在许多领域具有其它膜技术无法替代的地位,因此纳滤成为目前国内外膜分离领域研究的热点之一。

2 纳滤技术的特点

2.1纳滤膜的分离特点纳滤膜在截留性能方面有两个特点:

(1)截留相对分子质量(MWCO)在200-1000之间,适宜于分离相对分子质量在200以上,大小约为1nm的溶解组分;

(2)具有离子选择性。由于膜表面或膜材料中常带有荷电基团,这些基团通过静电作用可产生Donnan效应,从而实现不同价态离子的分离,故有时纳滤也被称为“选择性反渗透”。

2.2纳滤膜实际应用过程中的特点纳滤膜在实际的应用过程中有三个特点:

(1)操作压力低,一般在0.3-1.0MPa之间。由于操作压力较低,对设备要求较低。因此,基建费用和运行费用低,便于运行管理;

(2)在处理过程中不需添加化学试剂,也不引起二次污染;

(3)可分离回收有用物质,实现工业废水的资源化和回用,进一步降低处理成本。

3 纳滤技术的应用

纳滤膜由于截留的分子量介于超滤与反渗透之间,同时还存在Donnan效应,所以对低分子量有机物和盐的分离有很好的效果。另外,纳滤膜还具有不影响分离物质生物活性、节能、无公害等特点,因此纳滤在国内外废水处理领域、饮用水生产领域、生化医疗领域、食品工业和饮料行业等得到越来越广泛的应用。

3.1废水处理领域

3.1.1造纸废水

造纸废水主要来之造纸过程中纸浆的大量冲洗,采用纳滤膜替代传统的吸收和电化学处理法能更有效地去除深色木质素和纸浆漂白过程中产生的氯化木质素。Nuortila-Jokinen等在实验室,用平板纳滤膜NF45处理经浮选和过滤预处理后的造纸废水。

45纳滤膜处理造纸废水的效果项目COD(mg/L)硫酸根(mg/L)总固体(mg/L)无机物(mg/L)进水出水Manttarri等开发了造纸厂水循环系统,发现与超滤法处理过程比较,采用纳滤技术处理后得到的水不但透明、无色、不含阴离子废物,而且将透过水的COD、总硫和无机盐含量的去除由超滤法的50%-60%提高到80%以上。

3.1.2垃圾渗滤液

垃圾渗滤液的处理一直是世界性难题。目前,主要采用为厌氧好氧等生物处理法,但中后期渗滤液中含有很高浓度的溶解有机质,其中75%为可生化性差的腐植酸和富里酸(平均分子量1000Da),导致生化法出水难以达标排放。与生化法相比,膜分离技术受原水水质的变化影响小,在这种难降解废水的处理中具有明显的优势。张亚军等介绍了纳滤膜技术在柳州垃圾填埋场渗沥液处理工程中的应用,纳滤系统经过近两年的稳定运行表明,垃圾渗沥液经过生化处理后经砂滤、保安滤器等预处理,再经过纳滤膜系统处理,使85%-90%的透过液达标排放,仅10%-15%的浓缩污液和泥浆返回垃圾池,这项工艺较好地解决了垃圾填埋场渗沥液的二次污染问题。Zouboulis等利用振动剪切增强单元增强膜的传质,用NF可以达到对渗滤液中总腐殖酸类物质97%的去除效果。可见纳滤技术处理垃圾渗滤液是可行的,并具有较反渗透处理能耗低的优势。

3.1.3纺织印染废水

纺织印染厂在对织物进行煮漂和染色后,需使用大量的清水对织物进行冲洗,产生的废水中会含有大量的盐、染料、表面活性剂、洗涤剂等各种污染物,导致印染废水成为较难处理的工业废水之一。不过随着膜分离技术的发展,纳滤膜技术已在纺织印染工业中得到了成功的运用。C.Tang等使用纳滤膜处理高无机盐含量的纺织染色废水,在操作压力为500kPa条件下,通量可以达到很高,而且染料的截留率超过98%,因此,可以实现废水的回收利用。Bruggen等采用了UTC-60、NF70和NTR7450三种纳滤膜对两种活性染料的染色废水进行了试验,结果都表明,直接应用纳滤工艺不但可以进行染料的提纯,而且纳滤出水可循环使用。何毅等考察了醋酸纤维素纳滤膜对染料溶液的分离性能,结果表明,纳滤膜对染料有很好的分离效果,分离性能是由膜、溶液和溶质三者共同决定的。

3.1.4冶金工业废水

在金属的加工和合金生产废水中,含有相当高的重金属离子。为了使废水符合排放标准,一般是将这些重金属离子生成氢氧化物沉淀除去。如果采用采用纳滤膜技术处理,不仅可以回收90%以上的废水,而且可使重金属离子浓缩10倍,浓缩后的重金属具有回收利用价值。

傅前君采用纳滤对含Cu2+废水进行试验研究,NF90膜对含CuSO4的废液截留效果很好,Cu离子的截留率都在99%以上,出水铜离子质量浓度低于2.0mg/L,可以达标排放或回用于镀件漂洗;浓水经进一步浓缩后也可回用。A.Hafiarle等对纳滤分离铬酸盐进行了研究,结果表明使用 TFC-S系列纳滤膜替代常规方法去除溶液中的Cr(Ⅵ)是可行的。但是,膜对Cr(Ⅵ)的截留率与溶液中的离子强度和pH密切相关,在pH=8时,截留率超过80%。由此可见,纳滤作为一种处理含Cr(Ⅵ)废水的方法是非常有应用前景的。

3.2饮用水的生产领域

3.2.1地下水软化

采用纳滤膜法软化地下水具有无污泥、不需再生、能除去水中大部分悬浮物及有机物、操作简便和占地省等诸多特点,因此在欧美发达国家已经非常普遍。

纳滤膜法软化地下水工艺流程J.Schaep等用不同类型的NF膜软化处理地下水,结果表明NF膜对多价离子的截留率高达90%以上,而对单价离子却只有60%-70%。张显球等采用NF90和NF270两种纳滤膜对南京某自来水进行软化处理,结果表明在较宽的操作压力(0.4-1.2MPa)和温度(15-30℃)范围内,两种膜的产水总硬度分别在0.5mmol/L及0.01mmol/L以下。

H.Sombekke等分别使用NF与活性炭-臭氧工艺对地下水进行软化处理,尽管两种方法都能取得较好的分离效果,但是从处理效果和环保的角度考虑,使用纳滤的方法更胜一筹。

3.2.2饮用水净化

纳滤能有效的截留二价离子,较完全的去除病原体、水中加氯消毒副产物三卤甲烷中间体、痕量的除草剂、杀虫剂残余物、重金属、天然有机物等,十分适用于饮用水的深度处理。VedatUyak等人和Rubia等人均比较了采用不同的膜技术除去饮用水中的天然有机物质和三卤甲烷,结果表明纳滤是目前最有效技术之一。J.Radjenovic等采用NF膜和RO膜法去除地下水中的药物成分。结果表明,NF膜和RO膜拥有很好的截留性能,对所有药物的截留率均>85%,对有害物质如对乙酰氨基酚截留率为48%-73%,吉非贝齐为50%-70%,甲芬那酸为30%-50%。巴黎Mery-Sur-Oise饮用水处理厂在臭氧+活性炭处理河水不能满足饮用水(TOC的浓度<2mg/L)标准的要求下,采用纳滤对饮用水进行深度处理,取得了很好的效果。

3.2.3海水淡化

目前,海水淡化已经成为解决我国沿海地区和世界上许多国家水资源短缺的重要手段之一。但如何高效经济的除去海水的高硬度、浊度和总固溶物(TDS)是制约海水淡化的瓶颈。

随着膜技术的不断发展,孔径介于反渗透和超滤之间、具有荷电性质的纳滤膜在海水软化方面的优势愈来愈得到人们的`关注。苏保卫等采用NF作为海水淡化的预处理工艺。试验结果表明,该法可以大幅度降低进料水的硬度、浊度和TDS含量,解决传统海水淡化过程中存在的结垢污染等许多问题。A.M.Hassan 等用纳滤作为海水淡化的预处理进行了一系列的研究工作,在研究过程中发现,纳滤膜能够有效的降低硬度、微生物和浊度。在22bar的压力下NF对 Ca2+,Mg2+,SO42-,HCO3-,以及总硬度的去除率分别为89.6%,94.0%,97.8%,76.6%和93.3%。NF出水完全能够满足海水反渗透(SWRO)或多级闪蒸(MSF)的进水要求,使得SWRO和MSF的水回收率分别达到70%和80%。将NF膜作为海水淡化预处理的优点有:(1)通过除去浊度和细菌,阻止SWRF的膜污染;(2)通过去除硬度离子,阻止SWRF和MSF的比例缩放;(3)通过减少海水中大约30%- 60%的TDS,使得运行SWRF所需操作压力较低。

3.3生化医疗领域

3.3.1生化工程

将纳滤膜技术应用于生化工程,可以将相对分子质量低的物质(如类固醇、维生素、抗生素和氨基酸等)从其他反应物中分离出来,进行澄清和精制,并且成功的应用于VB12的回收和浓缩,以及红霉素、金霉素等多种抗生素的浓缩和纯化过程,苏保卫等采用DL和DK纳滤膜进行纳滤浓缩克林霉素磷酸酯(CLP)乙醇水溶液的研究。实验结果表明,DL纳滤膜可将CLP乙醇水溶液由40g/L浓缩至90g/L,适宜的操作压力为1.2-1.6MPa,温度为 40-50℃。李洁妹等采用超滤+纳滤双膜技术对林可霉素发酵液进行提纯和浓缩,通过对不同材料的纳滤膜的筛选结果表明,NF-20在膜通量和林可霉素回收率、杂质去除等方面优于其它的膜,为最佳选择。

3.3.2医药工业

纳滤膜分离效率高、节能、不破坏产品结构等特点使其在医药产品的生产中也得到了日益广泛的应用。日本的Kazuhito Yamaguchi等人研究了用纳滤膜技术除去血浆制造中所产生的传染性有毒物质(HPVB19),结果表明中空纤维膜BMM20和BMM15可以完全除去病毒和大小在20nm左右的微粒,纳滤膜可完全过滤掉其中的HPVB19病毒。徐为中等人采用超滤、纳滤技术浓缩家兔产气荚膜梭菌(A)型疫苗,建立家兔产气荚膜梭菌(A)型疫苗浓缩工艺。家兔产气荚膜梭菌(A)型超滤、纳滤浓缩疫苗的保护率达100%,而传统铝胶疫苗对照组的保护率平均为86.7%。何旭敏等采用的超滤与纳滤组合技术改造6-APA的原有生产工艺,使6-APA的平均mol收率由85%提高到90%以上,采用纳滤浓缩裂解液来提高6- APA结晶浓度,不仅降低了溶媒消耗,而且使结晶母液中的6-APA损失减少,从而提高了成品的收率(表2)。由此可见,随着膜技术的不断发展,纳滤将成为医药工业生产中一种高效的分离技术。

3.4食品工业、饮料行业

在食品工业和饮料行业中,纳滤主要用来对加工过程中的料液进行浓缩、脱盐、调味、脱色和去除杂质。

3.4.1低聚糖的处理

功能性低聚糖由于可以降低血脂、抗衰老和抗癌等多种生理功能而倍受关注。低聚糖与蔗糖的分子量相差很小,分离很困难。通常采用高效液相色谱法分离,但此法处理量小,耗资大。采用纳滤膜技术来处理可以达到高效液相分离法同样的效果,并大大降低操作成本。

俞三传等对低聚糖进行纳滤浓缩实验研究,结果表明,纳滤可实现对多糖溶液的浓缩。李炜怡等对蔗果低聚糖进行纳滤提纯实验,结果证明纳滤对蔗果低聚糖体系具有很好的分离效果,提纯过程中可得到纯度在90%以上的蔗果低聚糖产品。袁其朋等采用超滤、纳滤组合工艺对大豆乳清废水进行了处理实验。经超滤处理后的乳清废液,再经纳滤浓缩10倍后,浓缩液中总糖约有77%被截留,其中功能性地聚糖水苏糖和棉子糖的截留率高达95%以上,浓缩液中总糖质量分数达 8.72%,再经活性炭脱色和离子交换脱盐及真空浓缩,即可得到透明状的大豆低聚糖糖浆。该法的优点在于既解决了废水的排放问题,同时又通过回收利用增加了经济效益。

3.4.2果汁的高浓度浓

缩果汁浓缩传统上使用蒸馏法或冷冻法浓缩,但这些方法会造成果汁风味和芳香成分的散失,不仅消耗大量的能源,而且还得不到令人满意的成品。相比之下,纳滤膜浓缩技术具有节约能源、降低损耗、可在常温下连续操作、过程简单、高效、没有相变、分离系数大等优点,而且特别适用于热敏性物质的处理,因此在果汁浓缩方面得到了广泛的应用。高学玲等人用纳滤膜技术对乌龙茶提取液进行浓缩,发现纳滤不仅能实现乌龙茶提取液的浓缩,还可截留茶液中的茶多酚、咖啡碱等有效物质。Warczok等人报道了利用不同的纳滤膜浓缩苹果汁和梨汁的研究,通过实验过程中果汁通量的观察,表明纳滤膜用于果汁浓缩是可行的。

郑必胜等进行了纳滤浓缩西番莲果汁的研究,发现操作温度为28℃左右,压力为3MPa时,分离效果最好,此时实际膜通量达17L/(m2.h)。经过纳滤浓缩,西番莲澄清汁可溶性固形物从13oBx提升到30oBx左右。

3.4.3纯化浓缩多肽和氨基酸

离子与荷电膜之间存在道南(Donnan)效应,即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。氨基酸和多肽带有离子官能团如羧基或氨基,在等电点时是中性的,当高于或低于等电点时带正电荷或负电荷。由于一些纳滤膜带有静电官能团,基于静电相互作用,对离子有一定的截留率,可用于分离氨基酸和多肽。 Garem等利用无机和高分子复合纳滤膜进行了九种氨基酸和三种多肽的分离实验,探讨了这种方法的可行性。王晓琳等用ESNA2和ES20两种纳滤膜对苯丙氨酸和天冬氨酸水溶液体系进行分离实验,过程结束时,浓缩液中苯丙氨酸和天冬氨酸浓度的差值比原料液中的差值增大近4倍,纳滤分离的效果非常明显,实现了生物质的分离、精制与回收。

3.5其它方面的应用

纳滤的特点使其越来越受人们的关注,因此,纳滤的应用也愈来愈广泛。除了以上几方面的应用外,还在高浓度有机废水处理、城市生活污水处理等方面都有具体应用,这里就不再详细叙述。

4 结语

随着国家“节能减排”发展策略的不断深入,以及人们环保意识的加强,废水资源再生利用已经成为包括我国在内的世界各国实现水资源可持续发展的重要战略之一。纳滤由于其独特的分离性能使其在水处理领域得到日益广泛的应用。但纳滤还需要很多方面需要优化改进,如在实际运行过程中如何更好的控制膜的污染问题,以保持膜分离性能和通量的稳定性,这需要人们对膜自身的传质机理进一步的深入探究,以开发出新的高通量、耐溶剂、耐酸碱、耐氯和抗污染性强的膜材料;此外膜的成本问题也是阻碍纳滤膜技术进一步推广应用的制约因素,因此,低成本高性能的膜生产必定是以后发展的趋势;最后,开发研制新的膜清洗技术及膜清洗剂以延长膜使用寿命也是亟待解决的问题。随着膜科学技术的不断进步,相信纳滤膜技术目前面对的问题都会逐一解决,那时候它在水处理领域的应用前景必将更加广阔。

参考文献

[1]庞国安,金虎,王韬,等.膜分离技术在废水处理中的应用[J].科技资讯.2008,11:5-6.

[2]邓建绵,刘金盾,张浩勤,等.纳滤技术在工业废水处理中的应用研究[J].工业水处理.2008,28(04):

[3]楼民,俞三传,高从堦.纳滤在水处理中的应用研究进展[J].工业水处理.2008,28(1):13-17.

[4]王学松.现代膜技术及其应用指南[M].北京:化学工业出版社,2005:52-64

[5]张亚军,陈栋,谢柏明,等.纳滤膜技术在垃圾渗沥液处理中的应用[J].水处理技术.2008,34(12):62-64.

[6]何毅,苏鹤祥,李光明,等.染料的纳滤分离性能和机理[J].膜科学与技术.2005,25(1):48-52.

[7]傅前君.纳滤处理含铜废水的试验和经济性分析[J].环境科学与管理.2009,34(02):123-125,150.

[8]张显球,张林生,吕锡武.纳滤软化除盐效果的研究[J].水处理技术.2004,30(6):352-355

[9]王薇,杜启云.纳滤膜分离技术及其进展[J].工业水处理.2004,24(3):5-8.

[10]李晓明,王铎,高学理,等.纳滤海水软化性能及膜污染研究[J].水处理技术.2008,34(4):8-11.

浅谈纳滤技术在水污染处理领域的应用论文 篇2

摘要:随着我国经济的高速发展,水处理行业已迎来黄金发展阶段。生活用水方面,家用净水器逐渐成为品质生活必备品。工业用水方面,污水回用、污水零排放已经是大势所趋。由于膜技术具有高效、实用、可调、节能和精密分离等优点,使得膜法在水的深度处理领域已占据重要位置。可以预见在未来的十年,膜法将更加普及。本文将对膜技术在我国水处理中的应用与发展进行分析,找出膜技术存在的问题并探究其发展趋势,以便更好地开展膜技术的应用工作。

关键词:膜技术;水处理;应用;发展

膜技术主要由微滤、超滤、纳滤、反渗透等组成,已有效的处理了部分水资源。随着膜技术的发展,膜法将在更广阔的水处理领域得到应用。反渗透液水处理分离过程中截留率最高的膜工艺。纳滤实为低压反渗透,高度截留多价盐,低度截留一价盐。超滤是一种净化高分子量化合物(例如蛋白质),膜工艺。微滤是一种截留悬浮固体、脂肪和大分子有机物的净化工艺。

1、膜技术在水处理中应用的发展概况

1.1膜技术在水处理中应用的发展背景

当前,经济建设仍是我国的中心工作,工业化、城镇化进程明显加快,这对我国水环境却造成了严重影响。水环境污染防治成为我国重要的工作任务,对于人民生活与生产活动意义重大。水处理是水环境污染防治的一项重要内容,其应用的处理技术对于水质改善具有直接的影响,以往的水处理技术还较为传统,不能保证处理后水质显著改善。近些年,随着我国经济实力的逐渐提高,国家在水处理新技术领域中的投入逐年增加,这使得水处理技术得以发展与革新。而膜技术作为水处理应用领域中的一种新型处理技术,它与以往传统技术相比具有新型高效、精密分离等优点,膜技术的应用与发展使我国水处理水平有了大幅提高,对于国家社会经济发展及生态环境改善具有积极意义。

1.2膜技术在水处理应用中的发展现状

现阶段,膜技术在水处理中的应用正在进行完善,膜技术还存在一些有待进一步完善的方面,在水处理领域有待进一步推广和应用。膜技术主要是利用先进的膜生产技术所生产的高效半透性膜来进行水处理的技术手段,根据膜孔的大小、通过物理作用及生化反应等来过滤不同类型的物质,以达到水处理的目的。膜技术在水处理中的应用较多,能够去除微生物、隔离小微型杂质以及具有排斥作用等,这些作用使得膜技术在水处理中得以广泛应用,它是我国水处理技术发展的阶段性成果。

1.3重视膜技术在水处理中应用的必要性分析

伴随着国家环境不断遭到破坏,导致了水体受到严重污染,降低了饮水质量。因此,应该加大对水处理技术工作的力度,确保提供给人们一个安全的饮水环境。由于膜技术比起传统处理技术更加节能环保,分离更精密,降低风险,水质处理效果得到提升。在未来处理水质中应该加大对膜技术的利用以及研究,完善膜技术,进一步改善水质质量,得到健康安全的水质。

2、膜技术在水处理中的应用

2.1膜技术在给水中的应用

膜技术的发展对于给水带来的便捷性是不言而喻的。一直以来,城市水资源的给水问题一直是城市建设的巨大问题,例如,我国为了缓解北京、天津等地区水资源紧张的问题而进行的南水北调工程,就是典型的解决给水问题而进行的水利工程,而发达国家随着膜技术的成熟,已经成功利用的膜技术解决的城市或偏远地区的给水问题。法国建设有世界上最大的膜净水厂,以膜技术为核心,通过膜技术来对城市废水、地下水、工业水资源进行处理,充分利用现有的水资源完成城市淡水的供应,最高可以达到每天净化34万立方米的水资源,保障的大城市的给水问题。

美国掌握着世界上的最先进性的膜处理水的技术,建设在美国科罗拉多州的膜法净水厂,膜技术的已经实现反渗透净化技术,可以过滤到水资源中的溶解性物质,有效保证了水资源的安全性。随着膜技术的成熟,在水资源处理技术方面相较于传统的处理技术差距将越来越小,最终可以实现的以最小的代价处理大量水资源,满足城市给水的需求。

2.2反渗透膜在饮用水处理的应用

反渗透膜是当前膜技术发展中应用较多的一种膜技术,广泛的应用在饮用水处理当中。反渗透膜利用的是生物细胞膜的原理,其本质上是一层半透膜,具有选择透过性,但是对于溶质微粒较小的物质不具备选择透过性,当半透膜两段的液体具有不同的浓度时,在渗透压的作用下,溶液会向渗透压较高的一方的流动,反渗透膜可以在浓度较高的一方溶剂加入更大的压强,就可以使得溶液向浓度的度较低的一侧移动,从而实现反渗透的作用。反渗透膜应用于饮用水处理当中,依据反渗透膜的性质,向需要处理的水资源是假压强,利用反渗透膜处理的废水当中的微粒子,从而实现水资源的淡化处理,变为人体可以应用的纯净水资源,这种方法较于传统法的化学沉降过滤处理方法具有较大的先进性。一般为了保证水资源的绝对健康,必须采用超低压反渗透膜处理的水资源才可以作为饮用水,同时为了保证的饮用水的营养,可以采取矿化的方法,制作出营养价值较高的饮用水资源。

2.3膜生物反应器在污水、废水处理应用

膜生物反应器是一种复合膜技术与生物净化技术的机器,在处理水的过程中,通过膜技术对需要处理的水进行一次处理,大幅降低水中有害物质或杂质的数量,染头通过生物处理单元进一步净化水资源,这样处理过的废水或污水,其内部的有害物质已经微乎其微,对于环境的影响不是很大,可以进行排泄或者重生产利用。膜生物反应器是随着膜技术的发展而诞生的,膜生物反应器具有较大的先进性,较于传统的生化处理污水技术,膜生物反应器处理效率高、速度快,并且水质更加的纯净,膜生物反应器在经过安装之后,可以实现自动化运行,方便企业或工厂进行管理维护。

3、膜技术在水处理中的发展趋势

3.1、提高膜技术的应用水平

随着膜技术在水处理上的应用,在未来我们更应该集中对膜技术的应用水平进行提高。只有对膜技术进行改善,处理水质上才能更加深入地提升膜技术的应用力度,进一步改善水质效果。

3.2、重视膜材料制造工艺

在水处理技术中,膜技术有着很宽广的利用前景。为此,膜材料制造工艺更应该重视,结合先进的国内外膜材料制造方法,根据实际情况进行改进,使膜材料更加稳定,提升膜材料的质量,促进膜技术的发展。

3.3、提高膜性能

膜技术虽然已得到广泛应用,但还存在着各种问题,主要集中于抗污堵能力差、使用要求较高等。所以,相关人员在未来中更应该提高膜性能,利用发展较快的新科学技术,结合膜技术,进一步改善膜结构,使膜性能得到改善,使它的分离优势作用最大程度地得到发挥。

结束语:

总之,目前我国水资源短缺,在处理水质领域,膜技术由于它的简单高效而且处理效果良好的优势具有很广的利用前景,可以解决水资源问题,改善水质。在未来的水资源处理技术发展中,我们要做的就是使膜技术利用更为广泛,最为重要的就是关于分离膜的把握,就应该针对膜材料进行进一步的探析,制造出性能更加优良的分离膜,充分发挥膜技术在水质处理上的优势。

参考文献:

[1]刘洋.膜技术在水处理中的应用与发展[J].中国资源综合利用,2017,35(05):25-27.

[2]张新.膜技术在水处理中的应用与发展研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017(27):116-117.

[3]周海超.膜技术在水处理中的应用与发展研究[J].黑龙江科技信息,2017(04):47.

;
阅读全文

与纳滤论文模版相关的资料

热点内容
别克君威怎么看空调滤芯 浏览:282
屈臣氏蒸馏水饮用 浏览:318
细胞离子交换是什么反应 浏览:157
卡车空滤器滤芯是什么东西 浏览:378
如果某种液体蒸馏时具有恒定的沸点 浏览:381
渔船油污水怎么处理 浏览:764
没有工具怎么拆卸滤芯 浏览:816
城市污水管道图例 浏览:186
云南省污水处理规划 浏览:22
临淄污水单位 浏览:696
污水泵为什么不能用电机 浏览:523
饮水机的出口漏水怎么调 浏览:174
环氧树脂128S与E51的区别 浏览:814
机油滤芯漏油怎么维修 浏览:340
家庭净水器的电池多少钱 浏览:141
如何提高污水处理厂的经济效益 浏览:149
速腾立式饮水机多少钱一台 浏览:351
什么东西能代替除垢剂 浏览:604
人生模拟器怎么提升颜 浏览:214
脱模剂冲洗废水处理 浏览:445