基于污染物形态识别的无机膜光催化耦合工艺中膜污染机理与控制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21566013
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:40.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0804.分离工程
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:李国朝; 乔波; 张新华; 柏杨; 曾湘晖;
- 关键词:
项目摘要
According to the property of membrane fouling under the effect of photocatalysis, the analysis of the membrane main pollutants and them morphological identification will be performed using humic acid wastewater as study subject, and the mechanisms of membraAccording to the characteristics of membrane pollution under the effect of photocatalysis, the analysis of the membrane main pollutants and them morphological identification will be performed using humic acid wastewater as study subject, and the mechanisms of membrane fouling caused by the coexistence effect among the multicomponent substances will be investigated in the process of coupling photocatalysis with inorganic membrane. Then the control countermeasures of the membrane pollution will be explored. The change trends of the concentrations, compositions and molecular weight distribution of the pollutants in the degradation solutions will be analyzed. Microscopic analysis and identification will be performed on the purpose of comprehending the main compositions of pollutants and them morphologies from the gel layer, membrane surface and membrane pore. The influences of acting mechanisms and coexistence effects among the catalysts, humic acid and intermediate charactene fouling caused by the coexistence effect among the multicomponent substances will be investigated in the process of coupling photocatalysis with inorganic membrane. Then the control countermeasures of the membrane fouling will be explored. The change trends of the concentrations, compositions and molecular weight distribution of the pollutants in the degradation solutions will be analyzed. Microscopic analysis and identification will be performed on the purpose of comprehending the main compositions of pollutants and them morphologies from the gel layer, membrane surface and membrane pore. The influences of acting mechanisms and coexistence effects among the catalysts, humic acid and intermediate characteristic products on membrane fouling will be analyzed. Membrane fouling models will be fitted using different filtration models, including the resistance models, blocking models, concentration polarization models and so on. Some model parameters will be properly compared and revised. From the macroscopic perspcetive, the membrane fouling mechanisms caused by the coexistence effect among the multicomponent substances will be investigated under the effect of photocatalysis. The combination experimental schemes with different system parameters will be compared, so as to analyze the effects of the process conditions,solution characteristics and membrane parameters on the effluent quality, membrane fouling resistance and critical flux, respectively. Moreover, the effective controlling measures will be rearched for showing good anti-pollution characteristics of the membrane. There will be very important guiding significances of the research results to develop novel photocatalytic membrane reactors and optimize the operation process.
本项目针对分离膜在光催化作用下的污染特性,以腐植酸模拟废水为研究对象,对无机膜光催化耦合工艺中的主要膜污染物及其形态进行分析与识别,研究光催化膜耦合工艺过程中的多组分共混效应形成膜污染机理,以此探求光催化作用下膜污染控制对策。将分析降解液中污染物浓度、分子量分布及主要组成的变化规律,并对凝胶层、膜表面和膜孔内污染物的主要组成及其形态进行微观分析与识别;考察催化剂/腐殖酸/中间特征产物间的作用机制及其共存效应对膜污染的影响;利用膜过滤数学模型-阻力模型、堵塞模型及浓差极化模型等进行拟合,比较模型参数并合理修正,从宏观角度探明光催化效应下多组分共混效应形成膜污染机理;以不同系统参数组合试验方案进行对比,考察工艺操作条件、体系特征、耦合膜参数对出水水质、膜污染阻力以及临界通量的影响,寻求出膜污染的有效控制对策。本课题研究结果对新型光催化膜反应器设计及工艺运行的优化具有重要的指导意义。
结项摘要
针对光催化膜反应器及工艺过程中的膜污染特性,以腐植酸模拟废水为研究对象,对无机膜光催化耦合工艺中的主要膜污染物及其形态进行分析与识别。利用微观表征手段分析凝胶层、耦合膜表层和膜孔内污染物的主要形态、组成及比例,考察催化剂/腐殖酸/中间特征产物间共存效应对膜污染的影响。采用Hermia经典阻塞模型来对膜过滤过程进行拟合与修正,分析了各膜过滤模型的吻合度,判断膜污染机理类型。对滤饼系数、堵塞因子及阻力分布等参数进行计算与分析,提出临界通量、亚临界通量工艺控制膜污染策略。光催化氧化可有效减缓多通道陶瓷超滤膜错流工艺中膜通量的衰减及提高污染物去除率。催化剂浓度为0.4g/L时,膜污染总阻力、可逆污染阻力及不可逆污染阻力达到最低,分别为9.82×1011 m–1、1.28×1011 m–1及2.95×1011m–1。UV/TiO2光催化超滤膜工艺中的膜污染可以采用初始阶段中间孔堵塞,中间过渡膜污染和最后为限制性滤饼生长的机制模型描述发展历程。光催化作用使得降解液中更多HPO-HA分子转化为HPI组分。与HPO分子相比,HPI组分可能更容易从膜表面迁移到溶液中。UV/TiO2光催化将产生高MW(>50kDa)的HPI类腐殖质物质容易被截留,并与TiO2颗粒混合形成多孔滤饼层。临界通量运行周期更长,渗透滤液体积更多,其膜污染首先经历缓慢增长过程,达到一定程度后变为加速膜污染过程。PMR/DM工艺利用光催化氧化提高了滤饼层的孔隙率和亲水性,能有效降低可逆膜污染。在PMR/DM亚临界通量运行工艺中将具有高分子量HPO的HA分子与羧酸官能团和芳香族结构转化为低分子量HPI或TPI组分,包括色氨酸类或黄腐酸类物质,形成更多孔滤饼层。PMR/DM中的动态层阻止了污染物尤其是高MW的HPO组分与基膜接触,减少不可逆污染,膜渗透性容易通过物理清洗恢复。本研究能对光催化膜工艺理论的进一步深入发展提供基础数据,还能为新型光催化膜反应器及相关工艺设计及运行的优化提供良好的指导,并对光催化、膜材料开发、分离膜制备与筛选、新型催化剂研制、废水处理工艺设计与运行等一系列技术研发提供帮助。另外,本项目以水体大量存在的天然有机物(腐植酸)为研究对象,研究结果还能有效促进江西省特别是环鄱阳湖区域微污染水的绿色处理工艺的发展,对发展江西生态经济、保护鄱阳湖“一湖清水”均具有十分重要的意义。
项目成果
期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
Controllable synthesis of novel nanoporous manganese oxide catalysts for the direct synthesis of imines from alcohols and amines
新型纳米多孔氧化锰催化剂的可控合成用于醇和胺直接合成亚胺
- DOI:10.1016/j.cjche.2019.01.038
- 发表时间:2019
- 期刊:Chinese Journal of Chemical Engineering
- 影响因子:3.8
- 作者:陈福山;赵松林;Tao Yang;江涛涛;倪珺;Houfeng Xiong;张群峰;李小年
- 通讯作者:李小年
在线反冲下电絮凝对可逆及不可逆膜污染的影响
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:水处理技术
- 影响因子:--
- 作者:乔波;段谟华;刘芬;杨涛
- 通讯作者:杨涛
Fouling Process and Anti-fouling Mechanisms of Dynamic Membrane Assisted by Photocatalytic Oxidation under Sub-critical Fluxes
亚临界通量下光催化氧化辅助动态膜的结垢过程及防垢机制
- DOI:10.1016/j.cjche.2018.10.019
- 发表时间:2019
- 期刊:Chinese journal of chemical engineering (中科院SCI 三区期刊)
- 影响因子:--
- 作者:Tao Yang;Fen Liu;Houfeng Xiong;Qiyong Yang;Fushan Chen;Changchao Zhan
- 通讯作者:Changchao Zhan
光催化陶瓷平板膜反应器临界通量运行膜分离性能
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:膜科学与技 术
- 影响因子:--
- 作者:杨涛;谢瑶;乔波;李国朝;刘芬
- 通讯作者:刘芬
Effect of UV/TiO2 pretreatment on fouling alleviation and mechanisms of fouling development in a cross-flow filtration process using a ceramic UF membrane
UV/TiO2 预处理对陶瓷超滤膜错流过滤过程中污垢减轻的影响及污垢发展机制
- DOI:10.1016/j.cej.2018.10.149
- 发表时间:2019-02-15
- 期刊:CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
- 影响因子:15.1
- 作者:Yang, Tao;Xiong, Houfeng;Zhan, Changchao
- 通讯作者:Zhan, Changchao
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
Er对7xxx系铝合金冲击变形及失效行为的影响
- DOI:--
- 发表时间:2020
- 期刊:兵器材料科学与工程
- 影响因子:--
- 作者:刘炼煌;刘龙飞;曹富华;杨涛;殷鹏志
- 通讯作者:殷鹏志
甜菜碱及其盐酸盐对籼米蒸煮及α-方便米饭的影响
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:食品科技
- 影响因子:--
- 作者:王晓映;林亲录;吴跃;杨涛;吴伟;肖华西;丁玉琴
- 通讯作者:丁玉琴
人原代表皮干细胞及其传代细胞生物学特性的比较研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:第三军医大学学报
- 影响因子:--
- 作者:唐书谦;杨桂红;杨涛;伍津津;王元元
- 通讯作者:王元元
InGaAs/GaAs量子点红外探测器
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:红外与激光工程
- 影响因子:--
- 作者:吕翔;苏艳梅;陈良惠;杨晓杰;杨涛;马文全;邵军;种明
- 通讯作者:种明
云南稻核心种质糙米功能成分栽培型差异及其地带性特征
- DOI:--
- 发表时间:2010
- 期刊:光谱学与光谱分析
- 影响因子:--
- 作者:曾亚文;杜娟;杨树明;普晓英;王雨辰;杨涛;孙正海;辛培尧
- 通讯作者:辛培尧
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
杨涛的其他基金
撞击流场压力波动强化臭氧/陶瓷膜工艺中膜污染控制机理
- 批准号:
- 批准年份:2020
- 资助金额:40 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}