活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附對(dui)微(wei)濾膜(mo)(mo)(mo)性(xing)能的(de)影響。結果(guo)表明，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)預(yu)處理為10-200 mg / L 在(zai)劑量下，溶解有(you)(you)(you)機(ji)碳(DOC)和254 nm紫外吸收光(guang)譜(UV 254)都能提供高有(you)(you)(you)機(ji)物去(qu)除(chu)率(lv)。通過MF隨著(zhu)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附有(you)(you)(you)機(ji)物的(de)增加，膜(mo)(mo)(mo)過濾去(qu)除(chu)效率(lv)降低(di)。主要去(qu)除(chu)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)約3kDa有(you)(you)(you)機(ji)物質(zhi)的(de)分子(zi)量。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)吸附后，膜(mo)(mo)(mo)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)上(shang)保持超過5kDa有(you)(you)(you)機(ji)物質(zhi)。膜(mo)(mo)(mo)過濾結果(guo)表明，無論活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)劑量如何，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)預(yu)處理都略微(wei)促進膜(mo)(mo)(mo)通量。似乎有(you)(you)(you)機(ji)污(wu)垢膜(mo)(mo)(mo)集中在(zai)3以(yi)上(shang)kDa的(de)微(wei)濾膜(mo)(mo)(mo)。活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)去(qu)除(chu)明顯小于33kDa 微(wei)濾膜(mo)(mo)(mo)有(you)(you)(you)機(ji)物超過3種kDa有(you)(you)(you)機(ji)物質(zhi)的(de)影響較小。因此(ci)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)不能減(jian)少膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染。

　　膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)是(shi)水處(chu)理(li)的重(zhong)要問題之一。膜(mo)(mo)結垢導致膜(mo)(mo)通量降低和性能差。一些研(yan)究表明(ming)，天然有機物(NOM)負責炭吸附是(shi)飲用水中負責微濾(lv)膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)或垢。活性炭吸附是(shi)減少(shao)有機物污(wu)染(ran)膜(mo)(mo)的好(hao)選擇。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)廣泛用作(zuo)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理中(zhong)的(de)吸(xi)收劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)具有(you)良好的(de)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)(ji)(ji)物吸(xi)附(fu)(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，因此采用預處(chu)(chu)理，減(jian)少膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)，提高(gao)膜(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。然(ran)而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)對提高(gao)膜(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)效(xiao)率有(you)不同(tong)的(de)結(jie)論。一些研究(jiu)表(biao)明(ming)，當活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)保(bao)持膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面時(shi)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可(ke)以(yi)增(zeng)強膜(mo)(mo)(mo)通量 。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)懸(xuan)浮在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)/超濾(lv)系(xi)統中(zhong)的(de)作(zuo)用是(shi)吸(xi)收低分子(zi)腐殖(zhi)酸(HA)。膜(mo)(mo)(mo)提供物理屏障，防止活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)通過(guo)(guo)，從而保(bao)留(liu)吸(xi)附(fu)(fu)在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)上(shang)的(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)化合(he)物。發(fa)現活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)可(ke)能(neng)(neng)導致更大的(de)絮凝顆粒，并通過(guo)(guo)預處(chu)(chu)理活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)來減(jian)少每個過(guo)(guo)濾(lv)周期(qi)的(de)可(ke)逆性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增(zeng)加。研究(jiu)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)(ji)(ji)物在(zai)(zai)耦合(he)超細(xi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)/微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)程中(zhong)的(de)作(zuo)用表(biao)明(ming)，天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)(ji)(ji)物被證明(ming)是(shi)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)和(he)超細(xi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)主(zhu)要(yao)原因，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)實(shi)際上(shang)比單獨(du)的(de)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)(ji)(ji)物減(jian)少了結(jie)垢(gou)。然(ran)而，一些研究(jiu)人(ren)員(yuan)報告說，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)存(cun)在(zai)(zai)會(hui)加重膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)或不影(ying)響膜(mo)(mo)(mo)通量。 在(zai)(zai)反洗(xi)水(shui)(shui)中(zhong)發(fa)現活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)顆粒，因為(wei)它們可(ke)能(neng)(neng)在(zai)(zai)污(wu)(wu)垢(gou)層的(de)生(sheng)長(chang)過(guo)(guo)程中(zhong)積累。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)既(ji)不促進也不控制膜(mo)(mo)(mo)可(ke)逆結(jie)垢(gou)。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)用(yong)于處(chu)理微(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)前(qian)的預處(chu)理和地表(biao)水。實(shi)驗的主(zhu)要目的是研(yan)究活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)對(dui)膜(mo)(mo)性(xing)能的影(ying)響(xiang)(xiang)，特別(bie)關注活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)微(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)(mo)工(gong)藝(yi)對(dui)有機物去(qu)除率和膜(mo)(mo)通量(liang)的影(ying)響(xiang)(xiang)。木質活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)。粒度分布為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用(yong)前(qian)，加(jia)(jia)入少量(liang)去(qu)離子水均勻化活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)。在原水中(zhong)加(jia)(jia)入10、50、100、200mg / L特殊活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)劑量(liang)。本實(shi)驗采用(yong)黃浦(pu)江地表(biao)水。在水樣中(zhong)加(jia)(jia)入活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)100rpm快(kuai)速攪(jiao)(jiao)拌30分鐘1分鐘，攪(jiao)(jiao)拌30分鐘rpm緩慢混(hun)合，然后(hou)用(yong)0.45μm過(guo)(guo)濾(lv)(lv)器過(guo)(guo)濾(lv)(lv)水樣品。以下膜(mo)(mo)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)用(yong)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)水樣品。

　　溶解有機碳和活(huo)性炭和微濾(lv)過(guo)程UV254去除率

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)UV如圖所示(shi)，254的效率(lv)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)溶解有(you)機碳去(qu)除率(lv)較(jiao)高。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑量(liang)為(wei)10-2000 mg / L當溶解有(you)機碳的去(qu)除率(lv)從3開始.0%提高到59.8%。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附后(hou)，微(wei)濾(lv)(lv)膜過濾(lv)(lv)水樣，溶解有(you)機碳從21中去(qu)除滲透物.1%穩定(ding)增加(jia)到62.2%。然而(er)，隨著活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑量(liang)的增加(jia)，微(wei)濾(lv)(lv)膜溶解有(you)機碳去(qu)除量(liang)略有(you)增加(jia)。

　　與(yu)溶解(jie)有(you)(you)機碳相比，UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)率高(gao)(gao)。隨著活性炭(tan)劑量(liang)從100開始mg / L增加到200mg / L，超(chao)濾(lv)(lv)(lv)吸收去(qu)(qu)除(chu)(chu)率為10.1%增加到70.3%。與(yu)微濾(lv)(lv)(lv)過濾(lv)(lv)(lv)后溶解(jie)有(you)(you)機碳去(qu)(qu)除(chu)(chu)率相似，活性炭(tan)用量(liang)越高(gao)(gao)，微濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)去(qu)(qu)除(chu)(chu)UV254越低。可溶解(jie)有(you)(you)機碳和活性炭(tan)UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)率高(gao)(gao)，活性炭(tan)含量(liang)高(gao)(gao)，膜(mo)可去(qu)(qu)除(chu)(chu)殘留有(you)(you)機物。

　　在上述研究中，活性(xing)炭(tan)(tan)具有(you)較(jiao)高的(de)有(you)機物去除率。然而(er)，即使在200年(nian)mg / L活性(xing)炭(tan)(tan)高的(de)劑量(liang)下，活性(xing)炭(tan)(tan)不能改善膜通量(liang)。原水有(you)機質(zhi)的(de)微(wei)濾(lv)濃度為(wei)2-7kDa，特(te)別(bie)是3-5kDa。活性(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)的(de)有(you)機物濃度約為(wei)3kDa 水中有(you)機物分(fen)(fen)子(zi)量(liang)。顯然，活性(xing)炭(tan)(tan)對水中有(you)機物分(fen)(fen)子(zi)物質(zhi)影響不大(da)。

　　微濾膜(mo)過(guo)濾后(hou)原水(shui)(shui)的(de)疏水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)/親(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)變化如圖6所示。可見(jian)，微濾膜(mo)主(zhu)要去除(chu)疏水(shui)(shui)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)。圖7顯(xian)示了原水(shui)(shui)中不(bu)同水(shui)(shui)中有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)分子量(liang)的(de)疏水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)/親(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)變化。膜(mo)過(guo)濾后(hou)，疏水(shui)(shui)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)質的(de)比(bi)例(li)(li)明(ming)顯(xian)下(xia)降，特(te)別(bie)是(shi)(shi)2-7 kDa 有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)。相比(bi)之下(xia)，親(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)的(de)比(bi)例(li)(li)顯(xian)著增加。本研究采用親(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)PVDF膜(mo)。因此，疏水(shui)(shui)物(wu)(wu)質不(bu)能通過(guo)膜(mo)并(bing)停留在膜(mo)表面。親(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)容易通過(guo)膜(mo)，然后(hou)親(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)在滲透物(wu)(wu)中的(de)比(bi)例(li)(li)顯(xian)著增加。膜(mo)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)污染(ran)物(wu)(wu)似乎(hu)是(shi)(shi)2-7kDa 疏水(shui)(shui)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)是(shi)(shi)重(zhong)點(dian)。活性(xing)(xing)(xing)炭僅(jin)部分吸(xi)附(fu)2-7 kDa 有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)，輕(qing)微促進膜(mo)污染(ran)。這是(shi)(shi)因為(wei)活性(xing)(xing)(xing)炭顯(xian)著去除(chu)有(you)(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)，增強膜(mo)通量(liang)。