活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)性(xing)(xing)炭吸附對微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)影(ying)響。結果表明(ming)，活(huo)性(xing)(xing)炭預處(chu)理(li)為10-200 mg / L 在(zai)(zai)劑(ji)量(liang)(liang)下，溶解有(you)(you)(you)(you)機(ji)碳(DOC)和(he)254 nm紫外吸收光譜(pu)(UV 254)都能(neng)提供高有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)去(qu)(qu)除率。通過(guo)MF隨著(zhu)活(huo)性(xing)(xing)炭吸附有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)的(de)(de)增加，膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)去(qu)(qu)除效(xiao)率降低。主要去(qu)(qu)除活(huo)性(xing)(xing)炭約(yue)3kDa有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)質的(de)(de)分子量(liang)(liang)。活(huo)性(xing)(xing)炭吸附后，膜(mo)(mo)在(zai)(zai)膜(mo)(mo)上(shang)(shang)保持超過(guo)5kDa有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)質。膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)結果表明(ming)，無論活(huo)性(xing)(xing)炭劑(ji)量(liang)(liang)如(ru)何，活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)預處(chu)理(li)都略微(wei)促進膜(mo)(mo)通量(liang)(liang)。似乎(hu)有(you)(you)(you)(you)機(ji)污(wu)垢膜(mo)(mo)集中在(zai)(zai)3以(yi)上(shang)(shang)kDa的(de)(de)微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)。活(huo)性(xing)(xing)炭去(qu)(qu)除明(ming)顯小于33kDa 微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)超過(guo)3種kDa有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)質的(de)(de)影(ying)響較小。因此，活(huo)性(xing)(xing)炭不能(neng)減少膜(mo)(mo)污(wu)染。

　　膜(mo)(mo)污染(ran)是水(shui)處理的(de)重要問題之(zhi)一。膜(mo)(mo)結(jie)垢(gou)(gou)導致膜(mo)(mo)通量降低和性(xing)能(neng)差。一些研究(jiu)表(biao)明，天然有機物(NOM)負(fu)責炭吸附是飲用水(shui)中負(fu)責微濾膜(mo)(mo)污染(ran)或垢(gou)(gou)。活(huo)性(xing)炭吸附是減(jian)少有機物污染(ran)膜(mo)(mo)的(de)好選擇。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)廣泛用作水處(chu)理中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收(shou)劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)天然(ran)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)吸附(fu)性(xing)(xing)能(neng)，因此采用預處(chu)理，減少(shao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染，提(ti)(ti)高膜(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)能(neng)。然(ran)而(er)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對提(ti)(ti)高膜(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)效(xiao)率有(you)不同的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)論。一(yi)(yi)些研究(jiu)表明，當(dang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)保(bao)持膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面時，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)可以增強膜(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)量 。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)懸浮在(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)/超(chao)濾(lv)系統中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)作用是吸收(shou)低分(fen)子腐(fu)殖酸(HA)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)提(ti)(ti)供物(wu)(wu)(wu)理屏障，防(fang)止活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)通(tong)過，從而(er)保(bao)留吸附(fu)在(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)上的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)。發現(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)可能(neng)導(dao)致更(geng)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)絮凝顆粒(li)，并(bing)通(tong)過預處(chu)理活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)來減少(shao)每個(ge)過濾(lv)周期的(de)(de)(de)(de)(de)可逆性(xing)(xing)TMP增加。研究(jiu)天然(ran)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)在(zai)耦合超(chao)細活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)/微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)過程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)作用表明，天然(ran)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)被(bei)證(zheng)明是膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染和超(chao)細活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)主要原因，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)實際上比(bi)單獨的(de)(de)(de)(de)(de)天然(ran)有(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)減少(shao)了結(jie)垢。然(ran)而(er)，一(yi)(yi)些研究(jiu)人(ren)員報告說，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)會加重(zhong)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染或(huo)不影響(xiang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)量。 在(zai)反洗水中(zhong)發現(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)顆粒(li)，因為它們可能(neng)在(zai)污(wu)(wu)垢層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)生長(chang)過程中(zhong)積累(lei)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)既不促進(jin)也不控制膜(mo)(mo)(mo)(mo)可逆結(jie)垢。

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)用(yong)(yong)于處(chu)理微濾膜前(qian)的預(yu)處(chu)理和地表水(shui)(shui)。實驗(yan)的主要目的是(shi)研究活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)對膜性(xing)(xing)能的影響(xiang)，特(te)別關注活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)微濾膜工藝對有機物去除率(lv)和膜通量的影響(xiang)。木質活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。粒(li)度(du)分布為：>74μm-71%，>44μm-95%。使(shi)用(yong)(yong)前(qian)，加入少量去離子水(shui)(shui)均(jun)勻化(hua)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。在原水(shui)(shui)中加入10、50、100、200mg / L特(te)殊(shu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑(ji)量。本實驗(yan)采用(yong)(yong)黃浦江(jiang)地表水(shui)(shui)。在水(shui)(shui)樣(yang)中加入活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)100rpm快(kuai)速攪(jiao)拌30分鐘1分鐘，攪(jiao)拌30分鐘rpm緩慢混(hun)合，然(ran)后用(yong)(yong)0.45μm過(guo)濾器過(guo)濾水(shui)(shui)樣(yang)品(pin)。以下膜過(guo)濾用(yong)(yong)過(guo)濾水(shui)(shui)樣(yang)品(pin)。

　　溶解有機碳(tan)和活(huo)性炭和微濾過程UV254去除率

　　活性(xing)炭(tan)和UV如圖所示，254的(de)效率。活性(xing)炭(tan)溶(rong)解(jie)(jie)有(you)(you)機(ji)碳(tan)去(qu)除(chu)(chu)率較高(gao)。活性(xing)炭(tan)劑量(liang)為10-2000 mg / L當溶(rong)解(jie)(jie)有(you)(you)機(ji)碳(tan)的(de)去(qu)除(chu)(chu)率從3開始.0%提高(gao)到(dao)59.8%。活性(xing)炭(tan)吸(xi)附后，微濾(lv)膜(mo)過濾(lv)水樣，溶(rong)解(jie)(jie)有(you)(you)機(ji)碳(tan)從21中去(qu)除(chu)(chu)滲透物.1%穩定增(zeng)加(jia)到(dao)62.2%。然而，隨著(zhu)活性(xing)炭(tan)劑量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)，微濾(lv)膜(mo)溶(rong)解(jie)(jie)有(you)(you)機(ji)碳(tan)去(qu)除(chu)(chu)量(liang)略有(you)(you)增(zeng)加(jia)。

　　與溶解有(you)機(ji)碳相比，UV254去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)高(gao)(gao)。隨著活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)劑量從100開始mg / L增加到200mg / L，超濾吸收去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)為10.1%增加到70.3%。與微(wei)濾過濾后溶解有(you)機(ji)碳去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)相似，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)用量越(yue)高(gao)(gao)，微(wei)濾膜去(qu)除(chu)(chu)UV254越(yue)低。可(ke)溶解有(you)機(ji)碳和活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)UV254去(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)高(gao)(gao)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)含(han)量高(gao)(gao)，膜可(ke)去(qu)除(chu)(chu)殘留有(you)機(ji)物。

　　在上(shang)述(shu)研究中(zhong)(zhong)，活(huo)性炭具(ju)有較高的有機物(wu)去除(chu)率。然而，即使在200年mg / L活(huo)性炭高的劑量(liang)下(xia)，活(huo)性炭不(bu)能改善膜(mo)通量(liang)。原水有機質的微濾濃(nong)度為(wei)(wei)2-7kDa，特別是3-5kDa。活(huo)性炭吸附的有機物(wu)濃(nong)度約為(wei)(wei)3kDa 水中(zhong)(zhong)有機物(wu)分(fen)子量(liang)。顯然，活(huo)性炭對水中(zhong)(zhong)有機物(wu)分(fen)子物(wu)質影響不(bu)大。

　　微(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)過濾(lv)(lv)后(hou)原水(shui)(shui)(shui)的(de)疏水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)/親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)變(bian)化如圖6所示。可見，微(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)主要去(qu)(qu)除疏水(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)。圖7顯(xian)(xian)(xian)示了原水(shui)(shui)(shui)中不同水(shui)(shui)(shui)中有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)分子量(liang)的(de)疏水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)/親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)變(bian)化。膜(mo)過濾(lv)(lv)后(hou)，疏水(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)(ji)質的(de)比(bi)例明(ming)顯(xian)(xian)(xian)下降(jiang)，特(te)別是2-7 kDa 有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)。相比(bi)之下，親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)比(bi)例顯(xian)(xian)(xian)著增加。本研究采用(yong)親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)PVDF膜(mo)。因(yin)此(ci)，疏水(shui)(shui)(shui)物(wu)(wu)質不能通過膜(mo)并停留在膜(mo)表面。親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)容(rong)易通過膜(mo)，然后(hou)親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)在滲透物(wu)(wu)中的(de)比(bi)例顯(xian)(xian)(xian)著增加。膜(mo)有(you)機(ji)(ji)(ji)污染物(wu)(wu)似乎是2-7kDa 疏水(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)是重(zhong)點。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)僅部分吸(xi)附2-7 kDa 有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)，輕微(wei)促進(jin)膜(mo)污染。這(zhe)是因(yin)為活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顯(xian)(xian)(xian)著去(qu)(qu)除有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)，增強膜(mo)通量(liang)。