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膜前吸附预处理对膜污染影响机制分析

浏览量:4140 发布时间:2019-10-26


  吸附预处理(chǔ lǐ)是利用比表面积大、吸附性能强的吸附剂吸附水中的溶合性有机物,再通过超滤膜截留吸附剂颗粒,协同处理水中的溶解性有机污染物并降低(reduce)膜污染.粉末活性炭(acticarbon)是目前应用最广泛、研究最深入的吸附剂.据报道,粉末活性炭吸附和超滤组合工艺不仅对腐殖酸等溶解性天然有机物和土臭素、二甲基异冰片、藻毒素等藻类代谢产物具有很高的去除效能,而且还能高效地去除阿特拉津、二氯代苯(化学式:C6H6) 等农药残余,以及对内分泌(secretion)干扰素具有很高的去除效能,有效地提高了饮用水安全性(security).但是,在粉末活性炭吸附预处理对超滤膜污染影响(influence)的问题(Emerson)上,目前还没有一致的结论.粉末活性炭影响膜污染的机制主要有:吸附溶解性有机物降低污染负荷、形成孔隙大的粉末活性炭滤饼层阻止有机物和膜接触以及粉末活性炭表面微生物(Micro-Organism)的有机物降解作用.许多学者的研究结果都支持粉末活性炭吸附可以缓解膜污染.在研究了粉末活性炭吸附对腐殖酸引起的膜污染的影响,发现投加粉末活性炭可以吸附有机物,更大化减少有机物与膜的接触,从而降低膜污染。中空纤维膜纺丝机通过膜技术进行水处理,应用于制药、酿造、餐饮、化工、市政污水回佣、医院、小区污水会用、造纸等生产生活污水处理。膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布,原液在一定压力下通过膜的一侧,溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液,而大分子溶质被膜截留,达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程,大分子溶质被膜壁阻隔,随浓缩液流出,膜不易被堵塞,可连续长期使用。中空纤维膜纺丝机外形像纤维状,具有自支撑作用的膜。它是非对称膜的一种,其致密层可位于纤维的外表面/如反渗透膜,也可位于纤维的内表面(如微滤膜和超滤膜)。对气体分离膜来说,致密层位于内表面或外表面均可。
    Zhao等在MBR中投加了0.75~1.5mg/L粉末活性炭(优点:吸附性能好、脱色除味效果好)以后,阻止了微生物(Micro-Organism)以及胞外有机物在膜表面的沉积,他认为投加粉末活性炭可以有效地控制膜污染.通过中试试验考察了颗粒活性炭对超滤膜污染的影响,超滤膜连续(Continuity)运行530天,中间没有化学清洗,说明颗粒活性炭滤池的生物降解作用有利于缓解超滤膜的不可逆污染.然而,也有许多学者提出相反的观点.Lin等发现分子量大于17000Da和含羧基官能团的有机物污染作用更大,而粉末活性炭主要吸附含酚基官能团的憎水(作用:性能指标) 性有机物,同时对分子量<300Da和>17000Da的有机物没有明显的吸附.而且,分子量<300Da的有机物可以吸附在膜孔内部,能引起严重的不可逆污染.据Fabris等报道,粉末活性炭不能筛除水中的胶体(Colloid)有机物,因此粉末活性炭吸附不能缓解膜的可逆污染。
  一些学者还对炭纳米颗粒和氧化铁(Fe?O?)纳米颗粒的膜污染缓解作用进行了研究.Kang等比较了氧化铁和PAC的超滤膜污染缓解作用,发现氧化铁主要吸附分子量大于30kDa的有机物,活性炭(acticarbon)主要吸附分子量在3~10kDa的有机物,而分子量在3~10kDa的有机物不是主要污染物质,因此他认为氧化铁颗粒可以缓解大分子有机物引起的可逆污染,但对于不可逆污染没有明显的影响.Zhang等做了类似的研究,他们认为有机污染物负荷降低和膜污染机理改变对膜污染缓解都具有重大影响,就有机物吸附效能而言,粉末活性炭优于氧化铁纳米颗粒;就膜污染而言,有机物的交联作用可以使PAC吸附到膜表面,加重吸附污染,有机物只会引起氧化铁活性颗粒之间交联的现象,不能使其吸附在膜表面,因此氧化铁纳米颗粒不会加重膜污染.chang等进行氧化铁吸附和超滤联合处理天然水源水的试验研究,研究结果表明,NOM会吸附在氧化铁颗粒表面,从而提高了工艺对有机物筛除效能;氧化铁颗粒在膜表面形成滤饼层,阻碍了有机物和膜的接触,降低了膜污染。中空纤维膜纺丝机通过膜技术进行水处理,应用于制药、酿造、餐饮、化工、市政污水回佣、医院、小区污水会用、造纸等生产生活污水处理。膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布,原液在一定压力下通过膜的一侧,溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液,而大分子溶质被膜截留,达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程,大分子溶质被膜壁阻隔,随浓缩液流出,膜不易被堵塞,可连续长期使用。

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