活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)對微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)性(xing)能(neng)(neng)的(de)影(ying)響。結果(guo)表(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)預(yu)處理為(wei)10-200 mg / L 在劑(ji)量(liang)下，溶解有(you)(you)機(ji)碳(tan)(DOC)和(he)254 nm紫外吸(xi)(xi)(xi)收(shou)光譜(UV 254)都(dou)能(neng)(neng)提供高有(you)(you)機(ji)物(wu)去(qu)除(chu)(chu)率(lv)。通過(guo)(guo)MF隨著(zhu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)有(you)(you)機(ji)物(wu)的(de)增加，膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)濾(lv)去(qu)除(chu)(chu)效率(lv)降低。主要去(qu)除(chu)(chu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)約3kDa有(you)(you)機(ji)物(wu)質的(de)分(fen)子量(liang)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)后(hou)，膜(mo)(mo)(mo)在膜(mo)(mo)(mo)上(shang)保持超(chao)過(guo)(guo)5kDa有(you)(you)機(ji)物(wu)質。膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)濾(lv)結果(guo)表(biao)明，無論活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)劑(ji)量(liang)如何，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)預(yu)處理都(dou)略微促進膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)。似乎(hu)有(you)(you)機(ji)污垢膜(mo)(mo)(mo)集中在3以上(shang)kDa的(de)微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)去(qu)除(chu)(chu)明顯小于33kDa 微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)有(you)(you)機(ji)物(wu)超(chao)過(guo)(guo)3種kDa有(you)(you)機(ji)物(wu)質的(de)影(ying)響較(jiao)小。因此，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)不能(neng)(neng)減少膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)。

　　膜污染(ran)是水處理的(de)重要問題之一。膜結垢(gou)導致(zhi)膜通量(liang)降低和性(xing)能差(cha)。一些(xie)研究表(biao)明，天然有機物(NOM)負責(ze)炭吸附(fu)是飲用水中負責(ze)微濾膜污染(ran)或(huo)垢(gou)。活性(xing)炭吸附(fu)是減少有機物污染(ran)膜的(de)好選擇(ze)。

　　活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)廣泛用(yong)作(zuo)水(shui)處(chu)理(li)中(zhong)的(de)(de)吸(xi)收(shou)劑。活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)具有(you)良好的(de)(de)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)吸(xi)附性(xing)(xing)(xing)(xing)能，因(yin)此采用(yong)預(yu)處(chu)理(li)，減(jian)少膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染，提高膜(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)能。然(ran)而(er)，活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對(dui)提高膜(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)效率有(you)不(bu)(bu)同的(de)(de)結(jie)論。一(yi)些研(yan)究(jiu)表明(ming)，當活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)保(bao)持膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面時(shi)，活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可(ke)以(yi)增強膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量 。活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)懸浮在(zai)(zai)活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)/超(chao)濾系(xi)統中(zhong)的(de)(de)作(zuo)用(yong)是吸(xi)收(shou)低(di)分(fen)子(zi)腐殖酸(suan)(HA)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)提供物(wu)(wu)理(li)屏障，防止活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過(guo)，從而(er)保(bao)留(liu)吸(xi)附在(zai)(zai)活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)上的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)化合物(wu)(wu)。發現(xian)活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可(ke)能導致(zhi)更大的(de)(de)絮凝顆(ke)(ke)粒，并通過(guo)預(yu)處(chu)理(li)活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)來減(jian)少每個過(guo)濾周期的(de)(de)可(ke)逆(ni)性(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增加。研(yan)究(jiu)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)在(zai)(zai)耦合超(chao)細活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)/微濾膜(mo)(mo)(mo)(mo)過(guo)程中(zhong)的(de)(de)作(zuo)用(yong)表明(ming)，天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)被(bei)證明(ming)是膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染和(he)超(chao)細活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)主要(yao)原因(yin)，活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)實際上比(bi)單獨的(de)(de)天(tian)(tian)然(ran)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)減(jian)少了結(jie)垢。然(ran)而(er)，一(yi)些研(yan)究(jiu)人(ren)員報告(gao)說，活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)存在(zai)(zai)會加重膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染或不(bu)(bu)影(ying)響膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量。 在(zai)(zai)反洗水(shui)中(zhong)發現(xian)活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顆(ke)(ke)粒，因(yin)為它們可(ke)能在(zai)(zai)污垢層的(de)(de)生(sheng)長(chang)過(guo)程中(zhong)積(ji)累(lei)。活性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)既不(bu)(bu)促進也不(bu)(bu)控制膜(mo)(mo)(mo)(mo)可(ke)逆(ni)結(jie)垢。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用(yong)(yong)于(yu)處(chu)理(li)微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)前的預處(chu)理(li)和地表(biao)(biao)水(shui)。實驗(yan)的主要目的是研(yan)究活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對膜(mo)性(xing)能的影響，特(te)別關注活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)微(wei)(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)工(gong)藝對有機(ji)物去除(chu)率和膜(mo)通量(liang)的影響。木質活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。粒度分(fen)(fen)布為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用(yong)(yong)前，加入少量(liang)去離(li)子(zi)水(shui)均勻化(hua)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。在(zai)原(yuan)水(shui)中加入10、50、100、200mg / L特(te)殊(shu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)劑量(liang)。本(ben)實驗(yan)采(cai)用(yong)(yong)黃(huang)浦江地表(biao)(biao)水(shui)。在(zai)水(shui)樣中加入活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)100rpm快速攪拌30分(fen)(fen)鐘1分(fen)(fen)鐘，攪拌30分(fen)(fen)鐘rpm緩慢混合，然后用(yong)(yong)0.45μm過濾(lv)(lv)器過濾(lv)(lv)水(shui)樣品(pin)。以(yi)下膜(mo)過濾(lv)(lv)用(yong)(yong)過濾(lv)(lv)水(shui)樣品(pin)。

　　溶解(jie)有機碳(tan)和活(huo)性(xing)炭和微(wei)濾過程UV254去除率

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)和UV如(ru)圖(tu)所示，254的(de)效率。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)溶解有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)去(qu)除(chu)率較高(gao)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)劑量為10-2000 mg / L當溶解有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)的(de)去(qu)除(chu)率從(cong)3開(kai)始.0%提(ti)高(gao)到59.8%。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附后，微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)過濾(lv)水樣，溶解有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)從(cong)21中去(qu)除(chu)滲透物.1%穩定增(zeng)加(jia)到62.2%。然而(er)，隨(sui)著活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)劑量的(de)增(zeng)加(jia)，微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)溶解有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)去(qu)除(chu)量略有(you)(you)增(zeng)加(jia)。

　　與(yu)溶解(jie)(jie)有(you)機(ji)碳(tan)相(xiang)比，UV254去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)高。隨著(zhu)活(huo)性(xing)炭(tan)劑量(liang)從100開始mg / L增加(jia)到200mg / L，超濾(lv)(lv)吸(xi)收去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)為10.1%增加(jia)到70.3%。與(yu)微(wei)濾(lv)(lv)過濾(lv)(lv)后溶解(jie)(jie)有(you)機(ji)碳(tan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)相(xiang)似(si)，活(huo)性(xing)炭(tan)用量(liang)越(yue)(yue)高，微(wei)濾(lv)(lv)膜去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)UV254越(yue)(yue)低。可溶解(jie)(jie)有(you)機(ji)碳(tan)和活(huo)性(xing)炭(tan)UV254去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)高，活(huo)性(xing)炭(tan)含量(liang)高，膜可去(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)殘留(liu)有(you)機(ji)物。

　　在(zai)上述研究中(zhong)，活性(xing)炭(tan)(tan)具有(you)(you)較高的(de)有(you)(you)機物(wu)(wu)去(qu)除率。然(ran)而，即(ji)使(shi)在(zai)200年(nian)mg / L活性(xing)炭(tan)(tan)高的(de)劑量下，活性(xing)炭(tan)(tan)不能(neng)改善(shan)膜通量。原水有(you)(you)機質(zhi)的(de)微濾(lv)濃度(du)為(wei)2-7kDa，特(te)別是(shi)3-5kDa。活性(xing)炭(tan)(tan)吸附的(de)有(you)(you)機物(wu)(wu)濃度(du)約為(wei)3kDa 水中(zhong)有(you)(you)機物(wu)(wu)分子(zi)量。顯然(ran)，活性(xing)炭(tan)(tan)對(dui)水中(zhong)有(you)(you)機物(wu)(wu)分子(zi)物(wu)(wu)質(zhi)影響不大。

　　微(wei)濾(lv)膜(mo)過濾(lv)后(hou)原(yuan)水的疏(shu)水性/親(qin)(qin)水性變化如圖6所(suo)示。可見，微(wei)濾(lv)膜(mo)主要去(qu)除疏(shu)水有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。圖7顯(xian)示了原(yuan)水中不同水中有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)分(fen)子(zi)量(liang)的疏(shu)水性/親(qin)(qin)水性變化。膜(mo)過濾(lv)后(hou)，疏(shu)水有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)的比例(li)明顯(xian)下降，特別是(shi)2-7 kDa 有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)。相比之(zhi)下，親(qin)(qin)水性有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)的比例(li)顯(xian)著增加(jia)(jia)。本研究(jiu)采用(yong)親(qin)(qin)水性PVDF膜(mo)。因此，疏(shu)水物(wu)(wu)(wu)質(zhi)不能通過膜(mo)并停留(liu)在膜(mo)表面(mian)。親(qin)(qin)水性有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)容(rong)易通過膜(mo)，然后(hou)親(qin)(qin)水性有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)在滲透物(wu)(wu)(wu)中的比例(li)顯(xian)著增加(jia)(jia)。膜(mo)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)似乎是(shi)2-7kDa 疏(shu)水有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)是(shi)重(zhong)點(dian)。活性炭(tan)僅部分(fen)吸附2-7 kDa 有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，輕微(wei)促進膜(mo)污(wu)染(ran)。這是(shi)因為活性炭(tan)顯(xian)著去(qu)除有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)(wu)，增強(qiang)膜(mo)通量(liang)。