活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)對(dui)微(wei)(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)性(xing)(xing)能的(de)影響。結果(guo)表明，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)預處理為10-200 mg / L 在(zai)劑量(liang)下，溶解有(you)(you)(you)機碳(DOC)和254 nm紫(zi)外(wai)吸(xi)收光譜(pu)(UV 254)都能提供高有(you)(you)(you)機物去除率。通(tong)過(guo)MF隨著活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)有(you)(you)(you)機物的(de)增加，膜(mo)過(guo)濾(lv)去除效率降低。主要去除活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)約3kDa有(you)(you)(you)機物質的(de)分子量(liang)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)附(fu)后，膜(mo)在(zai)膜(mo)上保持超(chao)過(guo)5kDa有(you)(you)(you)機物質。膜(mo)過(guo)濾(lv)結果(guo)表明，無論活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)劑量(liang)如何，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)預處理都略微(wei)(wei)(wei)促進膜(mo)通(tong)量(liang)。似乎有(you)(you)(you)機污(wu)垢膜(mo)集中在(zai)3以上kDa的(de)微(wei)(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)去除明顯小于33kDa 微(wei)(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)有(you)(you)(you)機物超(chao)過(guo)3種kDa有(you)(you)(you)機物質的(de)影響較(jiao)小。因此，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)不能減少(shao)膜(mo)污(wu)染。

　　膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)是水(shui)處理的重(zhong)要問題(ti)之一。膜(mo)(mo)結(jie)垢(gou)導致膜(mo)(mo)通量降(jiang)低和性能差。一些(xie)研究表明，天然有機物(NOM)負(fu)(fu)責炭吸附(fu)是飲用水(shui)中負(fu)(fu)責微濾膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)或垢(gou)。活(huo)性炭吸附(fu)是減少有機物污(wu)(wu)染(ran)(ran)膜(mo)(mo)的好選(xuan)擇。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)廣(guang)泛用作水(shui)處理中的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)具有(you)良好(hao)的(de)(de)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機物(wu)(wu)吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，因此采(cai)用預處理，減(jian)(jian)少膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)，提(ti)高(gao)膜(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。然(ran)而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對(dui)提(ti)高(gao)膜(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)效率(lv)有(you)不(bu)同的(de)(de)結(jie)論。一些研(yan)究表明(ming)，當活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)保持膜(mo)表面時，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可以增強(qiang)膜(mo)通量(liang) 。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)懸浮在(zai)(zai)(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)/超(chao)濾系統中的(de)(de)作用是吸(xi)(xi)收(shou)低分(fen)子腐殖酸(suan)(HA)。膜(mo)提(ti)供物(wu)(wu)理屏障，防(fang)止(zhi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過，從而保留吸(xi)(xi)附在(zai)(zai)(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)上的(de)(de)有(you)機化合物(wu)(wu)。發現(xian)(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可能(neng)(neng)導(dao)致更大的(de)(de)絮凝顆粒，并(bing)通過預處理活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)來減(jian)(jian)少每個過濾周期(qi)的(de)(de)可逆(ni)性(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增加(jia)。研(yan)究天(tian)(tian)然(ran)有(you)機物(wu)(wu)在(zai)(zai)(zai)(zai)耦(ou)合超(chao)細(xi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)/微濾膜(mo)過程中的(de)(de)作用表明(ming)，天(tian)(tian)然(ran)有(you)機物(wu)(wu)被證(zheng)明(ming)是膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)和超(chao)細(xi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)主要原因，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)實(shi)際(ji)上比單獨的(de)(de)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機物(wu)(wu)減(jian)(jian)少了結(jie)垢。然(ran)而，一些研(yan)究人員報告說，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)存在(zai)(zai)(zai)(zai)會加(jia)重膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)或(huo)不(bu)影響(xiang)膜(mo)通量(liang)。 在(zai)(zai)(zai)(zai)反洗(xi)水(shui)中發現(xian)(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顆粒，因為(wei)它們可能(neng)(neng)在(zai)(zai)(zai)(zai)污(wu)(wu)垢層(ceng)的(de)(de)生長(chang)過程中積(ji)累。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)既不(bu)促進(jin)也不(bu)控制膜(mo)可逆(ni)結(jie)垢。

　　活性(xing)炭(tan)用(yong)于處理微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)前的預處理和(he)地(di)表水(shui)。實驗的主要目的是研究活性(xing)炭(tan)對膜(mo)性(xing)能的影響(xiang)(xiang)，特別(bie)關注活性(xing)炭(tan)微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)工藝對有機物去除率和(he)膜(mo)通量(liang)的影響(xiang)(xiang)。木質活性(xing)炭(tan)。粒度分布為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用(yong)前，加入少量(liang)去離子水(shui)均勻(yun)化活性(xing)炭(tan)。在原水(shui)中加入10、50、100、200mg / L特殊活性(xing)炭(tan)劑量(liang)。本實驗采用(yong)黃浦江地(di)表水(shui)。在水(shui)樣中加入活性(xing)炭(tan)100rpm快速攪(jiao)拌30分鐘1分鐘，攪(jiao)拌30分鐘rpm緩慢混合，然后用(yong)0.45μm過(guo)濾(lv)(lv)器過(guo)濾(lv)(lv)水(shui)樣品(pin)。以下膜(mo)過(guo)濾(lv)(lv)用(yong)過(guo)濾(lv)(lv)水(shui)樣品(pin)。

　　溶(rong)解有機碳和活(huo)性炭(tan)和微(wei)濾過程(cheng)UV254去除率(lv)

　　活(huo)性(xing)炭(tan)和UV如圖所示，254的(de)效率。活(huo)性(xing)炭(tan)溶(rong)解(jie)有機(ji)碳去(qu)除(chu)(chu)率較高。活(huo)性(xing)炭(tan)劑(ji)(ji)量為10-2000 mg / L當溶(rong)解(jie)有機(ji)碳的(de)去(qu)除(chu)(chu)率從3開始.0%提(ti)高到59.8%。活(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)附后，微(wei)濾(lv)膜過濾(lv)水樣(yang)，溶(rong)解(jie)有機(ji)碳從21中(zhong)去(qu)除(chu)(chu)滲透物.1%穩定(ding)增(zeng)加(jia)到62.2%。然而，隨著(zhu)活(huo)性(xing)炭(tan)劑(ji)(ji)量的(de)增(zeng)加(jia)，微(wei)濾(lv)膜溶(rong)解(jie)有機(ji)碳去(qu)除(chu)(chu)量略有增(zeng)加(jia)。

　　與(yu)溶解(jie)有(you)機(ji)碳相比，UV254去(qu)除(chu)率(lv)(lv)高。隨著活性(xing)炭(tan)(tan)劑(ji)量從100開始mg / L增(zeng)(zeng)加到200mg / L，超濾吸收去(qu)除(chu)率(lv)(lv)為10.1%增(zeng)(zeng)加到70.3%。與(yu)微(wei)濾過濾后溶解(jie)有(you)機(ji)碳去(qu)除(chu)率(lv)(lv)相似(si)，活性(xing)炭(tan)(tan)用量越高，微(wei)濾膜去(qu)除(chu)UV254越低。可溶解(jie)有(you)機(ji)碳和活性(xing)炭(tan)(tan)UV254去(qu)除(chu)率(lv)(lv)高，活性(xing)炭(tan)(tan)含量高，膜可去(qu)除(chu)殘留有(you)機(ji)物。

　　在上述研究中(zhong)，活(huo)性炭(tan)(tan)具有(you)較高的有(you)機(ji)(ji)物(wu)去除(chu)率。然(ran)而，即(ji)使在200年(nian)mg / L活(huo)性炭(tan)(tan)高的劑量下，活(huo)性炭(tan)(tan)不能改善膜通量。原水有(you)機(ji)(ji)質的微(wei)濾濃(nong)度為2-7kDa，特別是3-5kDa。活(huo)性炭(tan)(tan)吸附(fu)的有(you)機(ji)(ji)物(wu)濃(nong)度約為3kDa 水中(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(wu)分子(zi)量。顯然(ran)，活(huo)性炭(tan)(tan)對水中(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(wu)分子(zi)物(wu)質影響(xiang)不大。

　　微濾膜(mo)過(guo)濾后(hou)原水(shui)(shui)(shui)的(de)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)/親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)變(bian)化如(ru)圖6所示。可見，微濾膜(mo)主(zhu)要去除疏(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)。圖7顯示了原水(shui)(shui)(shui)中(zhong)不同水(shui)(shui)(shui)中(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)分子量的(de)疏(shu)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)/親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)變(bian)化。膜(mo)過(guo)濾后(hou)，疏(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)質的(de)比(bi)例明顯下(xia)(xia)降(jiang)，特(te)別(bie)是2-7 kDa 有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)。相比(bi)之下(xia)(xia)，親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)比(bi)例顯著增加。本研究采用(yong)親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)PVDF膜(mo)。因(yin)此，疏(shu)水(shui)(shui)(shui)物(wu)(wu)質不能通過(guo)膜(mo)并停留在膜(mo)表面。親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)容易通過(guo)膜(mo)，然后(hou)親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)在滲透物(wu)(wu)中(zhong)的(de)比(bi)例顯著增加。膜(mo)有(you)機(ji)(ji)污染(ran)物(wu)(wu)似乎(hu)是2-7kDa 疏(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)是重點。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)僅部分吸(xi)附2-7 kDa 有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)，輕微促進膜(mo)污染(ran)。這是因(yin)為活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)顯著去除有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)，增強膜(mo)通量。