活性炭對微濾膜的影響

　　活性(xing)(xing)炭(tan)吸附對微(wei)(wei)濾膜性(xing)(xing)能(neng)的(de)影響。結果(guo)(guo)表明(ming)，活性(xing)(xing)炭(tan)預處(chu)理(li)為10-200 mg / L 在劑量(liang)(liang)下(xia)，溶解有(you)(you)機碳(tan)(DOC)和254 nm紫外吸收光(guang)譜(UV 254)都能(neng)提供(gong)高有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)。通過(guo)(guo)MF隨(sui)著(zhu)活性(xing)(xing)炭(tan)吸附有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)增加(jia)，膜過(guo)(guo)濾去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率(lv)降低(di)。主要去(qu)(qu)除(chu)(chu)活性(xing)(xing)炭(tan)約3kDa有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)分子(zi)量(liang)(liang)。活性(xing)(xing)炭(tan)吸附后，膜在膜上保持超過(guo)(guo)5kDa有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)質。膜過(guo)(guo)濾結果(guo)(guo)表明(ming)，無論活性(xing)(xing)炭(tan)劑量(liang)(liang)如何，活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)預處(chu)理(li)都略(lve)微(wei)(wei)促進膜通量(liang)(liang)。似乎有(you)(you)機污垢膜集(ji)中在3以上kDa的(de)微(wei)(wei)濾膜。活性(xing)(xing)炭(tan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)明(ming)顯小(xiao)于(yu)33kDa 微(wei)(wei)濾膜有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)超過(guo)(guo)3種kDa有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)影響較小(xiao)。因(yin)此(ci)，活性(xing)(xing)炭(tan)不能(neng)減少膜污染。

　　膜污(wu)染是水處理的(de)重要問題之一(yi)。膜結(jie)垢導致膜通量降低和(he)性能差(cha)。一(yi)些(xie)研(yan)究表明，天然有機(ji)物(wu)(NOM)負責炭吸附是飲用水中(zhong)負責微濾膜污(wu)染或垢。活(huo)性炭吸附是減少有機(ji)物(wu)污(wu)染膜的(de)好選擇(ze)。

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)廣泛用(yong)作(zuo)水處(chu)(chu)(chu)理中(zhong)的(de)(de)吸(xi)(xi)收劑。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)天(tian)然有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)能，因此采用(yong)預處(chu)(chu)(chu)理，減(jian)少(shao)膜(mo)(mo)污(wu)染，提(ti)高膜(mo)(mo)性(xing)(xing)能。然而(er)(er)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對(dui)提(ti)高膜(mo)(mo)性(xing)(xing)能的(de)(de)效(xiao)率(lv)有(you)(you)不(bu)同的(de)(de)結論。一些(xie)研(yan)究表明(ming)(ming)，當活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)保持(chi)膜(mo)(mo)表面時，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)可(ke)(ke)(ke)以增(zeng)強(qiang)膜(mo)(mo)通(tong)量(liang) 。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)懸浮在活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)/超濾(lv)系統中(zhong)的(de)(de)作(zuo)用(yong)是(shi)吸(xi)(xi)收低(di)分(fen)子(zi)腐殖酸(suan)(HA)。膜(mo)(mo)提(ti)供物(wu)理屏障，防(fang)止活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過(guo)，從而(er)(er)保留吸(xi)(xi)附在活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)上(shang)的(de)(de)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)化合物(wu)。發(fa)現(xian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)可(ke)(ke)(ke)能導(dao)致更大的(de)(de)絮凝顆粒，并通(tong)過(guo)預處(chu)(chu)(chu)理活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)來減(jian)少(shao)每個過(guo)濾(lv)周期的(de)(de)可(ke)(ke)(ke)逆性(xing)(xing)TMP增(zeng)加。研(yan)究天(tian)然有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)在耦合超細活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)/微濾(lv)膜(mo)(mo)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)作(zuo)用(yong)表明(ming)(ming)，天(tian)然有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)被證明(ming)(ming)是(shi)膜(mo)(mo)污(wu)染和(he)超細活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)主要原因，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)實(shi)際上(shang)比單獨的(de)(de)天(tian)然有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)減(jian)少(shao)了結垢。然而(er)(er)，一些(xie)研(yan)究人員報告說，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)存(cun)在會加重膜(mo)(mo)污(wu)染或(huo)不(bu)影響膜(mo)(mo)通(tong)量(liang)。 在反(fan)洗水中(zhong)發(fa)現(xian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顆粒，因為(wei)它們可(ke)(ke)(ke)能在污(wu)垢層(ceng)的(de)(de)生長過(guo)程(cheng)中(zhong)積累(lei)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)既(ji)不(bu)促進也(ye)不(bu)控制膜(mo)(mo)可(ke)(ke)(ke)逆結垢。

　　活性(xing)(xing)炭用于處理微(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)前(qian)的預處理和地表水(shui)(shui)。實驗(yan)的主要目的是研究活性(xing)(xing)炭對(dui)(dui)膜(mo)性(xing)(xing)能的影(ying)響，特(te)別(bie)關注活性(xing)(xing)炭微(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)工藝對(dui)(dui)有機物去除率和膜(mo)通量的影(ying)響。木質活性(xing)(xing)炭。粒度分(fen)布為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用前(qian)，加入(ru)(ru)少量去離子(zi)水(shui)(shui)均勻化活性(xing)(xing)炭。在(zai)原水(shui)(shui)中加入(ru)(ru)10、50、100、200mg / L特(te)殊活性(xing)(xing)炭劑量。本實驗(yan)采用黃浦江地表水(shui)(shui)。在(zai)水(shui)(shui)樣(yang)(yang)中加入(ru)(ru)活性(xing)(xing)炭100rpm快速(su)攪拌30分(fen)鐘(zhong)1分(fen)鐘(zhong)，攪拌30分(fen)鐘(zhong)rpm緩(huan)慢混合(he)，然后用0.45μm過(guo)濾(lv)(lv)器過(guo)濾(lv)(lv)水(shui)(shui)樣(yang)(yang)品(pin)。以(yi)下膜(mo)過(guo)濾(lv)(lv)用過(guo)濾(lv)(lv)水(shui)(shui)樣(yang)(yang)品(pin)。

　　溶解有機碳(tan)和活性炭和微(wei)濾過程(cheng)UV254去(qu)除(chu)率

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)和UV如圖所示(shi)，254的效率(lv)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)溶(rong)解有(you)機(ji)碳(tan)(tan)去(qu)除率(lv)較高(gao)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)劑(ji)量(liang)為10-2000 mg / L當溶(rong)解有(you)機(ji)碳(tan)(tan)的去(qu)除率(lv)從3開始.0%提高(gao)到(dao)59.8%。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)后，微濾(lv)膜(mo)過濾(lv)水樣，溶(rong)解有(you)機(ji)碳(tan)(tan)從21中去(qu)除滲透物.1%穩(wen)定增(zeng)(zeng)加(jia)到(dao)62.2%。然而(er)，隨著活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)劑(ji)量(liang)的增(zeng)(zeng)加(jia)，微濾(lv)膜(mo)溶(rong)解有(you)機(ji)碳(tan)(tan)去(qu)除量(liang)略有(you)增(zeng)(zeng)加(jia)。

　　與(yu)溶(rong)解(jie)有機(ji)碳相(xiang)比，UV254去除率高(gao)。隨著活(huo)性炭(tan)(tan)劑量從100開始(shi)mg / L增(zeng)加到(dao)200mg / L，超(chao)濾吸收去除率為10.1%增(zeng)加到(dao)70.3%。與(yu)微(wei)濾過濾后溶(rong)解(jie)有機(ji)碳去除率相(xiang)似，活(huo)性炭(tan)(tan)用量越(yue)高(gao)，微(wei)濾膜(mo)去除UV254越(yue)低(di)。可(ke)溶(rong)解(jie)有機(ji)碳和(he)活(huo)性炭(tan)(tan)UV254去除率高(gao)，活(huo)性炭(tan)(tan)含量高(gao)，膜(mo)可(ke)去除殘留有機(ji)物(wu)。

　　在上述研究(jiu)中(zhong)，活性炭(tan)具有(you)較高的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)去除率。然(ran)(ran)而(er)，即使(shi)在200年(nian)mg / L活性炭(tan)高的(de)(de)劑(ji)量(liang)下，活性炭(tan)不能改(gai)善膜(mo)通量(liang)。原(yuan)水有(you)機(ji)(ji)質的(de)(de)微濾濃(nong)(nong)度為(wei)2-7kDa，特別是3-5kDa。活性炭(tan)吸附的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)濃(nong)(nong)度約為(wei)3kDa 水中(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)分子量(liang)。顯(xian)然(ran)(ran)，活性炭(tan)對水中(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)分子物(wu)(wu)質影響不大(da)。

　　微濾膜過(guo)濾后(hou)原(yuan)(yuan)水(shui)的(de)疏(shu)水(shui)性(xing)(xing)/親(qin)(qin)(qin)水(shui)性(xing)(xing)變化(hua)如圖6所示。可見，微濾膜主(zhu)要(yao)去除(chu)疏(shu)水(shui)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)。圖7顯示了原(yuan)(yuan)水(shui)中(zhong)(zhong)不同水(shui)中(zhong)(zhong)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)分子(zi)量(liang)的(de)疏(shu)水(shui)性(xing)(xing)/親(qin)(qin)(qin)水(shui)性(xing)(xing)變化(hua)。膜過(guo)濾后(hou)，疏(shu)水(shui)有(you)(you)(you)機(ji)質的(de)比例明顯下降，特別是2-7 kDa 有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)。相比之下，親(qin)(qin)(qin)水(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)的(de)比例顯著增加(jia)。本研究采用親(qin)(qin)(qin)水(shui)性(xing)(xing)PVDF膜。因此(ci)，疏(shu)水(shui)物(wu)質不能(neng)通過(guo)膜并停留(liu)在膜表面(mian)。親(qin)(qin)(qin)水(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)容易通過(guo)膜，然后(hou)親(qin)(qin)(qin)水(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)在滲透物(wu)中(zhong)(zhong)的(de)比例顯著增加(jia)。膜有(you)(you)(you)機(ji)污(wu)染物(wu)似乎是2-7kDa 疏(shu)水(shui)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)是重點。活性(xing)(xing)炭(tan)僅部分吸附2-7 kDa 有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)，輕微促進膜污(wu)染。這是因為活性(xing)(xing)炭(tan)顯著去除(chu)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)，增強(qiang)膜通量(liang)。