活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)對微濾(lv)膜(mo)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的影響。結果表明，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)預(yu)處理為10-200 mg / L 在劑量下，溶解有機(ji)(ji)(ji)碳(DOC)和(he)254 nm紫(zi)外吸(xi)收光譜(UV 254)都能(neng)(neng)提供高(gao)有機(ji)(ji)(ji)物去(qu)(qu)除(chu)率。通過(guo)MF隨著活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)有機(ji)(ji)(ji)物的增加，膜(mo)過(guo)濾(lv)去(qu)(qu)除(chu)效率降低。主要去(qu)(qu)除(chu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)約3kDa有機(ji)(ji)(ji)物質的分子量。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)后，膜(mo)在膜(mo)上(shang)保持超過(guo)5kDa有機(ji)(ji)(ji)物質。膜(mo)過(guo)濾(lv)結果表明，無(wu)論活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)劑量如何，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的預(yu)處理都略微促進膜(mo)通量。似(si)乎(hu)有機(ji)(ji)(ji)污垢膜(mo)集中在3以上(shang)kDa的微濾(lv)膜(mo)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)去(qu)(qu)除(chu)明顯小于33kDa 微濾(lv)膜(mo)有機(ji)(ji)(ji)物超過(guo)3種kDa有機(ji)(ji)(ji)物質的影響較小。因此，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)不(bu)能(neng)(neng)減(jian)少膜(mo)污染。

　　膜(mo)污染(ran)是水處理的重要問題之一。膜(mo)結垢(gou)導致膜(mo)通(tong)量降低和性(xing)能差。一些研究表明，天然有機物(wu)(NOM)負責炭(tan)吸附是飲用水中負責微(wei)濾膜(mo)污染(ran)或垢(gou)。活性(xing)炭(tan)吸附是減少有機物(wu)污染(ran)膜(mo)的好選擇。

　　活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)廣泛(fan)用(yong)作水處理(li)中的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)劑(ji)。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)天然有(you)機物(wu)吸附性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)，因此(ci)采用(yong)預(yu)處理(li)，減少膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)染，提(ti)(ti)高膜(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。然而(er)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對提(ti)(ti)高膜(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)效率(lv)有(you)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)結(jie)論。一些研(yan)究(jiu)(jiu)表明，當活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)保(bao)持膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面時，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可(ke)以增(zeng)強(qiang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)(tong)量(liang) 。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)懸浮在(zai)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)/超濾(lv)系統(tong)中的(de)(de)(de)(de)作用(yong)是(shi)吸收(shou)低分子腐殖酸(HA)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)提(ti)(ti)供物(wu)理(li)屏(ping)障，防(fang)止活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)(tong)過(guo)(guo)，從而(er)保(bao)留吸附在(zai)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)上的(de)(de)(de)(de)有(you)機化合物(wu)。發(fa)現活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可(ke)能(neng)導致更大(da)的(de)(de)(de)(de)絮凝顆粒，并通(tong)(tong)過(guo)(guo)預(yu)處理(li)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)來減少每個過(guo)(guo)濾(lv)周(zhou)期的(de)(de)(de)(de)可(ke)逆(ni)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增(zeng)加。研(yan)究(jiu)(jiu)天然有(you)機物(wu)在(zai)耦合超細活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)/微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)程中的(de)(de)(de)(de)作用(yong)表明，天然有(you)機物(wu)被證明是(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)染和超細活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)原因，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)實際上比(bi)單(dan)獨的(de)(de)(de)(de)天然有(you)機物(wu)減少了結(jie)垢。然而(er)，一些研(yan)究(jiu)(jiu)人員報(bao)告(gao)說(shuo)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)存在(zai)會加重膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)染或不(bu)影(ying)響膜(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)(tong)量(liang)。 在(zai)反洗水中發(fa)現活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)顆粒，因為它們可(ke)能(neng)在(zai)污(wu)垢層的(de)(de)(de)(de)生長過(guo)(guo)程中積累。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)既不(bu)促(cu)進也不(bu)控(kong)制膜(mo)(mo)(mo)(mo)可(ke)逆(ni)結(jie)垢。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)用于處理微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)前的(de)(de)預處理和(he)地(di)表水(shui)(shui)。實驗的(de)(de)主要目的(de)(de)是研究活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對膜(mo)(mo)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)影響(xiang)，特別(bie)關注(zhu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)工藝對有機物(wu)去除率和(he)膜(mo)(mo)通量(liang)的(de)(de)影響(xiang)。木質活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。粒度分布(bu)為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用前，加(jia)入少量(liang)去離子水(shui)(shui)均勻(yun)化活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。在原水(shui)(shui)中加(jia)入10、50、100、200mg / L特殊(shu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑(ji)量(liang)。本實驗采用黃浦江地(di)表水(shui)(shui)。在水(shui)(shui)樣中加(jia)入活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)100rpm快速攪(jiao)拌30分鐘(zhong)1分鐘(zhong)，攪(jiao)拌30分鐘(zhong)rpm緩(huan)慢混合，然后(hou)用0.45μm過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器(qi)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)水(shui)(shui)樣品。以下膜(mo)(mo)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)用過(guo)(guo)濾(lv)(lv)水(shui)(shui)樣品。

　　溶解有機碳和(he)活性炭(tan)和(he)微濾過程UV254去(qu)除率

　　活(huo)性炭(tan)和UV如圖所示，254的效率(lv)(lv)。活(huo)性炭(tan)溶解(jie)有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)去(qu)(qu)(qu)除率(lv)(lv)較高(gao)。活(huo)性炭(tan)劑量(liang)為10-2000 mg / L當(dang)溶解(jie)有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)的去(qu)(qu)(qu)除率(lv)(lv)從3開始.0%提高(gao)到(dao)59.8%。活(huo)性炭(tan)吸附(fu)后，微(wei)濾膜過濾水樣，溶解(jie)有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)從21中(zhong)去(qu)(qu)(qu)除滲透物(wu).1%穩定增加到(dao)62.2%。然而(er)，隨(sui)著活(huo)性炭(tan)劑量(liang)的增加，微(wei)濾膜溶解(jie)有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)去(qu)(qu)(qu)除量(liang)略有(you)(you)增加。

　　與(yu)溶解有(you)(you)機(ji)碳相(xiang)比，UV254去(qu)除(chu)率高(gao)。隨著(zhu)活性(xing)炭劑量從100開始mg / L增加到(dao)200mg / L，超濾吸收(shou)去(qu)除(chu)率為10.1%增加到(dao)70.3%。與(yu)微濾過濾后溶解有(you)(you)機(ji)碳去(qu)除(chu)率相(xiang)似，活性(xing)炭用量越高(gao)，微濾膜去(qu)除(chu)UV254越低(di)。可(ke)溶解有(you)(you)機(ji)碳和活性(xing)炭UV254去(qu)除(chu)率高(gao)，活性(xing)炭含量高(gao)，膜可(ke)去(qu)除(chu)殘留有(you)(you)機(ji)物。

　　在(zai)上述研究中，活(huo)(huo)性炭(tan)具(ju)有(you)(you)較高的有(you)(you)機物(wu)去除率。然而，即使在(zai)200年mg / L活(huo)(huo)性炭(tan)高的劑(ji)量(liang)下，活(huo)(huo)性炭(tan)不能改(gai)善膜通量(liang)。原水有(you)(you)機質的微濾濃度為2-7kDa，特別(bie)是3-5kDa。活(huo)(huo)性炭(tan)吸附的有(you)(you)機物(wu)濃度約為3kDa 水中有(you)(you)機物(wu)分子(zi)量(liang)。顯(xian)然，活(huo)(huo)性炭(tan)對(dui)水中有(you)(you)機物(wu)分子(zi)物(wu)質影響不大。

　　微濾(lv)膜(mo)過(guo)濾(lv)后原(yuan)水(shui)(shui)的(de)(de)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)性(xing)(xing)/親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)變化(hua)如圖(tu)6所示。可見(jian)，微濾(lv)膜(mo)主要去(qu)除疏(shu)(shu)水(shui)(shui)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。圖(tu)7顯(xian)示了原(yuan)水(shui)(shui)中不同水(shui)(shui)中有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)分子量的(de)(de)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)性(xing)(xing)/親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)變化(hua)。膜(mo)過(guo)濾(lv)后，疏(shu)(shu)水(shui)(shui)有機(ji)(ji)質的(de)(de)比(bi)例明顯(xian)下降，特別是2-7 kDa 有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。相比(bi)之下，親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)比(bi)例顯(xian)著(zhu)(zhu)增加(jia)。本研(yan)究采(cai)用親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)PVDF膜(mo)。因此，疏(shu)(shu)水(shui)(shui)物(wu)(wu)(wu)質不能通過(guo)膜(mo)并停留(liu)在(zai)膜(mo)表(biao)面(mian)。親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)容易通過(guo)膜(mo)，然后親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)在(zai)滲透物(wu)(wu)(wu)中的(de)(de)比(bi)例顯(xian)著(zhu)(zhu)增加(jia)。膜(mo)有機(ji)(ji)污染(ran)物(wu)(wu)(wu)似乎是2-7kDa 疏(shu)(shu)水(shui)(shui)有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)是重點。活性(xing)(xing)炭僅部分吸附(fu)2-7 kDa 有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，輕微促(cu)進膜(mo)污染(ran)。這(zhe)是因為活性(xing)(xing)炭顯(xian)著(zhu)(zhu)去(qu)除有機(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，增強膜(mo)通量。