活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附對微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)影(ying)響。結(jie)果表明，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)預處(chu)理為10-200 mg / L 在(zai)(zai)劑量(liang)下，溶解(jie)有(you)(you)機(ji)(ji)碳(DOC)和254 nm紫(zi)外(wai)吸(xi)收光(guang)譜(UV 254)都能(neng)提供(gong)高有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)去(qu)(qu)除率。通過(guo)MF隨著活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)的(de)增加，膜(mo)(mo)(mo)過(guo)濾(lv)去(qu)(qu)除效(xiao)率降低。主要去(qu)(qu)除活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)約3kDa有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)質的(de)分子量(liang)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附后，膜(mo)(mo)(mo)在(zai)(zai)膜(mo)(mo)(mo)上保(bao)持超過(guo)5kDa有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)質。膜(mo)(mo)(mo)過(guo)濾(lv)結(jie)果表明，無論活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑量(liang)如何(he)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)預處(chu)理都略微促進膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)。似乎有(you)(you)機(ji)(ji)污垢膜(mo)(mo)(mo)集(ji)中在(zai)(zai)3以上kDa的(de)微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)去(qu)(qu)除明顯小于33kDa 微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)超過(guo)3種kDa有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)質的(de)影(ying)響較小。因此(ci)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)不能(neng)減(jian)少(shao)膜(mo)(mo)(mo)污染。

　　膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)(ran)是(shi)水處理的(de)(de)重要問(wen)題之一。膜(mo)(mo)結垢導致(zhi)膜(mo)(mo)通(tong)量降低(di)和(he)性能差(cha)。一些研究表明，天然(ran)有機(ji)物(NOM)負責(ze)炭吸附是(shi)飲(yin)用水中(zhong)負責(ze)微濾膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)(ran)或(huo)垢。活性炭吸附是(shi)減少有機(ji)物污(wu)染(ran)(ran)膜(mo)(mo)的(de)(de)好選(xuan)擇。

　　活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)廣泛用(yong)作(zuo)(zuo)水處理中(zhong)(zhong)的(de)吸收劑。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)具有良好的(de)天然有機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)吸附性(xing)能，因(yin)(yin)此采用(yong)預處理，減少膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)，提高膜(mo)(mo)(mo)性(xing)能。然而，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)對提高膜(mo)(mo)(mo)性(xing)能的(de)效率有不同的(de)結(jie)論(lun)。一些(xie)研究表明(ming)，當活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)保(bao)持膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)時，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)可(ke)以增強膜(mo)(mo)(mo)通(tong)量 。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)懸(xuan)浮在活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)/超(chao)濾(lv)系統中(zhong)(zhong)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)是吸收低分(fen)子腐殖酸(HA)。膜(mo)(mo)(mo)提供物(wu)(wu)理屏障，防止活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)通(tong)過(guo)，從而保(bao)留(liu)吸附在活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)上的(de)有機(ji)(ji)(ji)(ji)化合物(wu)(wu)。發現(xian)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)可(ke)能導致(zhi)更大的(de)絮凝顆粒，并通(tong)過(guo)預處理活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)來減少每個過(guo)濾(lv)周期的(de)可(ke)逆性(xing)TMP增加(jia)。研究天然有機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)在耦合超(chao)細活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)/微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過(guo)程中(zhong)(zhong)的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)表明(ming)，天然有機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)被證明(ming)是膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)和超(chao)細活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)主要原因(yin)(yin)，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)實(shi)際上比單獨(du)的(de)天然有機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)減少了(le)結(jie)垢。然而，一些(xie)研究人員報告(gao)說，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)存(cun)在會加(jia)重膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)或不影響膜(mo)(mo)(mo)通(tong)量。 在反(fan)洗(xi)水中(zhong)(zhong)發現(xian)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)顆粒，因(yin)(yin)為它們可(ke)能在污垢層的(de)生長過(guo)程中(zhong)(zhong)積累。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)既(ji)不促進也(ye)不控制膜(mo)(mo)(mo)可(ke)逆結(jie)垢。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)用(yong)于處理微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)前的預(yu)處理和地(di)表(biao)水(shui)。實(shi)驗(yan)(yan)的主要目的是(shi)研究活(huo)性(xing)炭(tan)對膜(mo)(mo)性(xing)能的影(ying)響(xiang)，特別關注活(huo)性(xing)炭(tan)微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)工藝對有機物去(qu)除(chu)率和膜(mo)(mo)通量的影(ying)響(xiang)。木質(zhi)活(huo)性(xing)炭(tan)。粒度分(fen)布(bu)為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用(yong)前，加(jia)入少(shao)量去(qu)離(li)子水(shui)均(jun)勻(yun)化活(huo)性(xing)炭(tan)。在原水(shui)中(zhong)加(jia)入10、50、100、200mg / L特殊(shu)活(huo)性(xing)炭(tan)劑量。本實(shi)驗(yan)(yan)采用(yong)黃浦江地(di)表(biao)水(shui)。在水(shui)樣(yang)(yang)中(zhong)加(jia)入活(huo)性(xing)炭(tan)100rpm快速(su)攪(jiao)拌30分(fen)鐘1分(fen)鐘，攪(jiao)拌30分(fen)鐘rpm緩慢混合(he)，然后(hou)用(yong)0.45μm過(guo)濾(lv)器過(guo)濾(lv)水(shui)樣(yang)(yang)品(pin)。以下(xia)膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)用(yong)過(guo)濾(lv)水(shui)樣(yang)(yang)品(pin)。

　　溶解有機碳和活性炭和微濾(lv)過(guo)程UV254去除率

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)和(he)UV如圖(tu)所示，254的(de)效率(lv)(lv)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)溶解有(you)(you)(you)機碳(tan)去除率(lv)(lv)較(jiao)高(gao)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)劑(ji)量為10-2000 mg / L當溶解有(you)(you)(you)機碳(tan)的(de)去除率(lv)(lv)從(cong)3開始.0%提(ti)高(gao)到59.8%。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)后，微(wei)濾膜過濾水樣，溶解有(you)(you)(you)機碳(tan)從(cong)21中(zhong)去除滲透物.1%穩定增(zeng)(zeng)加到62.2%。然而，隨著活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)劑(ji)量的(de)增(zeng)(zeng)加，微(wei)濾膜溶解有(you)(you)(you)機碳(tan)去除量略有(you)(you)(you)增(zeng)(zeng)加。

　　與溶(rong)(rong)解(jie)有(you)(you)機(ji)碳(tan)相比，UV254去(qu)除率(lv)高。隨著(zhu)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)劑量從100開始(shi)mg / L增(zeng)加(jia)到200mg / L，超濾(lv)吸收(shou)去(qu)除率(lv)為10.1%增(zeng)加(jia)到70.3%。與微(wei)濾(lv)過濾(lv)后(hou)溶(rong)(rong)解(jie)有(you)(you)機(ji)碳(tan)去(qu)除率(lv)相似，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用量越(yue)高，微(wei)濾(lv)膜去(qu)除UV254越(yue)低。可(ke)溶(rong)(rong)解(jie)有(you)(you)機(ji)碳(tan)和活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)UV254去(qu)除率(lv)高，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)含量高，膜可(ke)去(qu)除殘留(liu)有(you)(you)機(ji)物。

　　在(zai)上述研究中，活(huo)性(xing)(xing)炭具有(you)較高的(de)有(you)機(ji)物(wu)去除(chu)率。然而，即使在(zai)200年mg / L活(huo)性(xing)(xing)炭高的(de)劑量(liang)(liang)下，活(huo)性(xing)(xing)炭不能(neng)改善膜通量(liang)(liang)。原水有(you)機(ji)質的(de)微濾濃(nong)度為(wei)2-7kDa，特別是3-5kDa。活(huo)性(xing)(xing)炭吸附(fu)的(de)有(you)機(ji)物(wu)濃(nong)度約(yue)為(wei)3kDa 水中有(you)機(ji)物(wu)分(fen)子量(liang)(liang)。顯然，活(huo)性(xing)(xing)炭對水中有(you)機(ji)物(wu)分(fen)子物(wu)質影響不大。

　　微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)(lv)后(hou)(hou)原(yuan)水(shui)的(de)疏(shu)(shu)水(shui)性(xing)/親(qin)水(shui)性(xing)變化如(ru)圖6所示。可見，微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)主要去除疏(shu)(shu)水(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)。圖7顯示了原(yuan)水(shui)中(zhong)不同水(shui)中(zhong)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)分(fen)子量的(de)疏(shu)(shu)水(shui)性(xing)/親(qin)水(shui)性(xing)變化。膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)(lv)后(hou)(hou)，疏(shu)(shu)水(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)質的(de)比(bi)例明顯下降，特(te)別是(shi)2-7 kDa 有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)。相比(bi)之下，親(qin)水(shui)性(xing)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)比(bi)例顯著(zhu)增(zeng)加。本研究采(cai)用親(qin)水(shui)性(xing)PVDF膜(mo)(mo)。因(yin)此，疏(shu)(shu)水(shui)物(wu)(wu)(wu)(wu)質不能通(tong)過(guo)膜(mo)(mo)并(bing)停留在膜(mo)(mo)表面。親(qin)水(shui)性(xing)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)容易通(tong)過(guo)膜(mo)(mo)，然后(hou)(hou)親(qin)水(shui)性(xing)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)在滲透物(wu)(wu)(wu)(wu)中(zhong)的(de)比(bi)例顯著(zhu)增(zeng)加。膜(mo)(mo)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)污染物(wu)(wu)(wu)(wu)似(si)乎是(shi)2-7kDa 疏(shu)(shu)水(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)重點。活性(xing)炭(tan)僅(jin)部分(fen)吸附2-7 kDa 有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)，輕微(wei)(wei)促進膜(mo)(mo)污染。這是(shi)因(yin)為活性(xing)炭(tan)顯著(zhu)去除有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)，增(zeng)強膜(mo)(mo)通(tong)量。