活性炭對微濾膜的影響

　　活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附對微濾(lv)膜性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)影響。結果(guo)表明，活性(xing)(xing)炭(tan)預處(chu)理為10-200 mg / L 在劑量(liang)下，溶解有機(ji)碳(DOC)和254 nm紫外吸(xi)(xi)收(shou)光譜(pu)(UV 254)都能提供高有機(ji)物(wu)(wu)去(qu)除(chu)率。通過(guo)MF隨(sui)著活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附有機(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)增加，膜過(guo)濾(lv)去(qu)除(chu)效率降低(di)。主要去(qu)除(chu)活性(xing)(xing)炭(tan)約3kDa有機(ji)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)分子量(liang)。活性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)附后(hou)，膜在膜上保持超過(guo)5kDa有機(ji)物(wu)(wu)質(zhi)。膜過(guo)濾(lv)結果(guo)表明，無論活性(xing)(xing)炭(tan)劑量(liang)如何，活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)預處(chu)理都略微促進膜通量(liang)。似乎有機(ji)污(wu)垢膜集(ji)中在3以上kDa的(de)(de)(de)(de)微濾(lv)膜。活性(xing)(xing)炭(tan)去(qu)除(chu)明顯小(xiao)于33kDa 微濾(lv)膜有機(ji)物(wu)(wu)超過(guo)3種kDa有機(ji)物(wu)(wu)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)影響較小(xiao)。因此，活性(xing)(xing)炭(tan)不能減少膜污(wu)染(ran)。

　　膜(mo)污(wu)染(ran)是(shi)水處理的重要問題之一(yi)。膜(mo)結垢(gou)導致膜(mo)通量(liang)降低(di)和(he)性能差。一(yi)些研究表明，天然(ran)有機物(NOM)負(fu)責(ze)炭吸(xi)附是(shi)飲(yin)用水中負(fu)責(ze)微濾膜(mo)污(wu)染(ran)或垢(gou)。活性炭吸(xi)附是(shi)減少有機物污(wu)染(ran)膜(mo)的好(hao)選擇。

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)廣(guang)泛用作(zuo)(zuo)水(shui)處理(li)(li)中的(de)吸(xi)收(shou)劑。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)具有良好的(de)天然有機(ji)物吸(xi)附性(xing)(xing)(xing)能，因此采(cai)用預處理(li)(li)，減(jian)(jian)少(shao)膜(mo)(mo)(mo)污染，提(ti)(ti)高膜(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)能。然而，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對提(ti)(ti)高膜(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)能的(de)效率有不(bu)(bu)同的(de)結(jie)論(lun)。一些(xie)研(yan)究(jiu)表(biao)明，當(dang)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)保持(chi)膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面時，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)可以增(zeng)強膜(mo)(mo)(mo)通(tong)量(liang) 。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)懸浮在活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)/超濾(lv)系統中的(de)作(zuo)(zuo)用是(shi)吸(xi)收(shou)低分子腐殖酸(HA)。膜(mo)(mo)(mo)提(ti)(ti)供物理(li)(li)屏障(zhang)，防止(zhi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)通(tong)過(guo)(guo)，從而保留吸(xi)附在活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)上(shang)的(de)有機(ji)化合(he)物。發現活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)可能導致更大的(de)絮凝(ning)顆粒(li)，并通(tong)過(guo)(guo)預處理(li)(li)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)來減(jian)(jian)少(shao)每個過(guo)(guo)濾(lv)周期(qi)的(de)可逆性(xing)(xing)(xing)TMP增(zeng)加。研(yan)究(jiu)天然有機(ji)物在耦(ou)合(he)超細活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)/微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)程中的(de)作(zuo)(zuo)用表(biao)明，天然有機(ji)物被證明是(shi)膜(mo)(mo)(mo)污染和超細活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)主要原因，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)實(shi)際上(shang)比單(dan)獨的(de)天然有機(ji)物減(jian)(jian)少(shao)了結(jie)垢。然而，一些(xie)研(yan)究(jiu)人員報告說，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)存在會(hui)加重膜(mo)(mo)(mo)污染或(huo)不(bu)(bu)影響膜(mo)(mo)(mo)通(tong)量(liang)。 在反洗水(shui)中發現活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)顆粒(li)，因為它們可能在污垢層的(de)生長過(guo)(guo)程中積(ji)累。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)既(ji)不(bu)(bu)促進(jin)也不(bu)(bu)控制膜(mo)(mo)(mo)可逆結(jie)垢。

　　活(huo)(huo)性炭用(yong)(yong)于(yu)處理微濾(lv)膜(mo)(mo)前(qian)的(de)(de)預處理和地表(biao)水(shui)(shui)。實驗(yan)的(de)(de)主要目的(de)(de)是研(yan)究(jiu)活(huo)(huo)性炭對膜(mo)(mo)性能(neng)的(de)(de)影響，特別(bie)關注活(huo)(huo)性炭微濾(lv)膜(mo)(mo)工藝(yi)對有機(ji)物去(qu)除率和膜(mo)(mo)通量的(de)(de)影響。木質(zhi)活(huo)(huo)性炭。粒度分(fen)布為(wei)：>74μm-71%，>44μm-95%。使(shi)用(yong)(yong)前(qian)，加入少量去(qu)離(li)子水(shui)(shui)均勻化(hua)活(huo)(huo)性炭。在原水(shui)(shui)中加入10、50、100、200mg / L特殊活(huo)(huo)性炭劑量。本實驗(yan)采用(yong)(yong)黃浦江地表(biao)水(shui)(shui)。在水(shui)(shui)樣(yang)中加入活(huo)(huo)性炭100rpm快(kuai)速攪(jiao)(jiao)拌(ban)30分(fen)鐘1分(fen)鐘，攪(jiao)(jiao)拌(ban)30分(fen)鐘rpm緩慢混合，然后用(yong)(yong)0.45μm過(guo)濾(lv)器過(guo)濾(lv)水(shui)(shui)樣(yang)品。以(yi)下膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)用(yong)(yong)過(guo)濾(lv)水(shui)(shui)樣(yang)品。

　　溶(rong)解有機碳和(he)活(huo)性炭(tan)和(he)微濾過程UV254去除率(lv)

　　活性(xing)(xing)炭(tan)和(he)UV如(ru)圖所示，254的效率(lv)(lv)。活性(xing)(xing)炭(tan)溶(rong)(rong)解(jie)有機(ji)碳去除率(lv)(lv)較高。活性(xing)(xing)炭(tan)劑(ji)(ji)量為10-2000 mg / L當溶(rong)(rong)解(jie)有機(ji)碳的去除率(lv)(lv)從3開始.0%提高到59.8%。活性(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)后(hou)，微(wei)濾膜過濾水樣，溶(rong)(rong)解(jie)有機(ji)碳從21中去除滲透物.1%穩(wen)定增(zeng)加到62.2%。然而，隨著活性(xing)(xing)炭(tan)劑(ji)(ji)量的增(zeng)加，微(wei)濾膜溶(rong)(rong)解(jie)有機(ji)碳去除量略有增(zeng)加。

　　與溶解有(you)機(ji)(ji)碳(tan)相比(bi)，UV254去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)高(gao)(gao)。隨著活(huo)性炭(tan)劑量(liang)從100開始mg / L增加到200mg / L，超濾吸(xi)收去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)為(wei)10.1%增加到70.3%。與微濾過濾后溶解有(you)機(ji)(ji)碳(tan)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)相似，活(huo)性炭(tan)用(yong)量(liang)越高(gao)(gao)，微濾膜去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)UV254越低。可(ke)溶解有(you)機(ji)(ji)碳(tan)和活(huo)性炭(tan)UV254去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)率(lv)高(gao)(gao)，活(huo)性炭(tan)含量(liang)高(gao)(gao)，膜可(ke)去(qu)除(chu)(chu)(chu)(chu)殘(can)留有(you)機(ji)(ji)物。

　　在(zai)上述研(yan)究中，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)具有(you)較高的有(you)機(ji)(ji)物去除率(lv)。然而，即使在(zai)200年mg / L活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)高的劑量下，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)不能改(gai)善膜(mo)通(tong)量。原水有(you)機(ji)(ji)質(zhi)的微濾濃度為2-7kDa，特別是3-5kDa。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附的有(you)機(ji)(ji)物濃度約為3kDa 水中有(you)機(ji)(ji)物分子量。顯然，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)對水中有(you)機(ji)(ji)物分子物質(zhi)影響(xiang)不大(da)。

　　微(wei)(wei)濾膜(mo)(mo)(mo)過濾后原(yuan)水(shui)的(de)疏(shu)水(shui)性/親(qin)(qin)(qin)水(shui)性變化如圖6所(suo)示。可見，微(wei)(wei)濾膜(mo)(mo)(mo)主(zhu)要(yao)去(qu)除(chu)疏(shu)水(shui)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)。圖7顯(xian)示了原(yuan)水(shui)中不同(tong)水(shui)中有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)分子量的(de)疏(shu)水(shui)性/親(qin)(qin)(qin)水(shui)性變化。膜(mo)(mo)(mo)過濾后，疏(shu)水(shui)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)的(de)比例(li)明顯(xian)下(xia)降，特別是2-7 kDa 有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)。相比之(zhi)下(xia)，親(qin)(qin)(qin)水(shui)性有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)比例(li)顯(xian)著增加(jia)。本研(yan)究(jiu)采用親(qin)(qin)(qin)水(shui)性PVDF膜(mo)(mo)(mo)。因此，疏(shu)水(shui)物(wu)(wu)質(zhi)不能(neng)通(tong)過膜(mo)(mo)(mo)并停留在膜(mo)(mo)(mo)表面。親(qin)(qin)(qin)水(shui)性有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)容易通(tong)過膜(mo)(mo)(mo)，然后親(qin)(qin)(qin)水(shui)性有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)在滲透物(wu)(wu)中的(de)比例(li)顯(xian)著增加(jia)。膜(mo)(mo)(mo)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)污染(ran)(ran)物(wu)(wu)似(si)乎是2-7kDa 疏(shu)水(shui)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)是重(zhong)點。活(huo)性炭僅部分吸附2-7 kDa 有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)，輕微(wei)(wei)促進膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)(ran)。這(zhe)是因為活(huo)性炭顯(xian)著去(qu)除(chu)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)，增強(qiang)膜(mo)(mo)(mo)通(tong)量。