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(wei)濾膜(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的影(ying)響(xiang)。結果表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)預處理為10-200 mg / L 在(zai)劑量下，溶解有(you)機(ji)(ji)碳(DOC)和254 nm紫外吸(xi)收光譜(UV 254)都(dou)能(neng)提供(gong)高有(you)機(ji)(ji)物去(qu)除(chu)率。通(tong)過MF隨著活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附有(you)機(ji)(ji)物的增加，膜(mo)(mo)過濾去(qu)除(chu)效率降低。主要去(qu)除(chu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)約3kDa有(you)機(ji)(ji)物質的分(fen)子量。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附后，膜(mo)(mo)在(zai)膜(mo)(mo)上保持超過5kDa有(you)機(ji)(ji)物質。膜(mo)(mo)過濾結果表明(ming)，無論(lun)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑量如何(he)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)的預處理都(dou)略微(wei)促進膜(mo)(mo)通(tong)量。似乎(hu)有(you)機(ji)(ji)污垢膜(mo)(mo)集中在(zai)3以上kDa的微(wei)濾膜(mo)(mo)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除(chu)明(ming)顯小于(yu)33kDa 微(wei)濾膜(mo)(mo)有(you)機(ji)(ji)物超過3種kDa有(you)機(ji)(ji)物質的影(ying)響(xiang)較小。因此，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)不能(neng)減(jian)少膜(mo)(mo)污染。

　　膜(mo)污染(ran)是(shi)水處(chu)理(li)的重(zhong)要問(wen)題之(zhi)一(yi)。膜(mo)結垢(gou)(gou)導致膜(mo)通(tong)量降低(di)和性能差(cha)。一(yi)些(xie)研(yan)究表明(ming)，天然有(you)機物(NOM)負(fu)(fu)責炭吸(xi)附是(shi)飲用水中負(fu)(fu)責微濾膜(mo)污染(ran)或(huo)垢(gou)(gou)。活性炭吸(xi)附是(shi)減少(shao)有(you)機物污染(ran)膜(mo)的好選(xuan)擇(ze)。

　　活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)廣泛用作水(shui)處(chu)(chu)理中(zhong)的(de)(de)吸收劑。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)具有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)天(tian)然有(you)(you)機物(wu)吸附性(xing)(xing)能(neng)(neng)，因此采用預處(chu)(chu)理，減少(shao)膜(mo)污染(ran)，提(ti)高膜(mo)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。然而(er)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)對提(ti)高膜(mo)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)效率有(you)(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)結論(lun)。一(yi)些研(yan)究(jiu)(jiu)表(biao)明，當活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)保(bao)持膜(mo)表(biao)面時，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)可(ke)(ke)以增強(qiang)膜(mo)通(tong)量 。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)懸浮在活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)/超濾(lv)(lv)系(xi)統中(zhong)的(de)(de)作用是吸收低分子腐殖酸(HA)。膜(mo)提(ti)供物(wu)理屏障(zhang)，防止活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)通(tong)過(guo)，從而(er)保(bao)留吸附在活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)上的(de)(de)有(you)(you)機化合(he)物(wu)。發(fa)現活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)可(ke)(ke)能(neng)(neng)導致更大的(de)(de)絮凝顆(ke)粒，并通(tong)過(guo)預處(chu)(chu)理活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)來減少(shao)每(mei)個(ge)過(guo)濾(lv)(lv)周期的(de)(de)可(ke)(ke)逆(ni)性(xing)(xing)TMP增加。研(yan)究(jiu)(jiu)天(tian)然有(you)(you)機物(wu)在耦合(he)超細(xi)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)/微濾(lv)(lv)膜(mo)過(guo)程中(zhong)的(de)(de)作用表(biao)明，天(tian)然有(you)(you)機物(wu)被證明是膜(mo)污染(ran)和超細(xi)活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)主要原因，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)實際上比單(dan)獨的(de)(de)天(tian)然有(you)(you)機物(wu)減少(shao)了結垢。然而(er)，一(yi)些研(yan)究(jiu)(jiu)人員報告說(shuo)，活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)存在會(hui)加重膜(mo)污染(ran)或不(bu)(bu)影響膜(mo)通(tong)量。 在反洗水(shui)中(zhong)發(fa)現活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)顆(ke)粒，因為它們可(ke)(ke)能(neng)(neng)在污垢層的(de)(de)生長過(guo)程中(zhong)積累。活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)既不(bu)(bu)促(cu)進也不(bu)(bu)控制膜(mo)可(ke)(ke)逆(ni)結垢。

　　活性(xing)(xing)炭(tan)用(yong)(yong)于處理微(wei)濾(lv)膜前(qian)的預處理和(he)地(di)表(biao)水(shui)。實(shi)驗(yan)的主要目的是研(yan)究活性(xing)(xing)炭(tan)對膜性(xing)(xing)能的影(ying)響，特別(bie)關注活性(xing)(xing)炭(tan)微(wei)濾(lv)膜工藝對有機(ji)物去除率和(he)膜通量(liang)(liang)的影(ying)響。木(mu)質活性(xing)(xing)炭(tan)。粒度分(fen)布(bu)為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用(yong)(yong)前(qian)，加入少量(liang)(liang)去離子水(shui)均勻化活性(xing)(xing)炭(tan)。在(zai)原水(shui)中加入10、50、100、200mg / L特殊活性(xing)(xing)炭(tan)劑量(liang)(liang)。本實(shi)驗(yan)采用(yong)(yong)黃浦江(jiang)地(di)表(biao)水(shui)。在(zai)水(shui)樣中加入活性(xing)(xing)炭(tan)100rpm快速(su)攪拌30分(fen)鐘(zhong)1分(fen)鐘(zhong)，攪拌30分(fen)鐘(zhong)rpm緩慢混合，然后用(yong)(yong)0.45μm過濾(lv)器過濾(lv)水(shui)樣品。以下膜過濾(lv)用(yong)(yong)過濾(lv)水(shui)樣品。

　　溶(rong)解有機碳(tan)和活性(xing)炭和微濾過程UV254去除率

　　活(huo)性炭(tan)(tan)和UV如(ru)圖所示，254的效率。活(huo)性炭(tan)(tan)溶(rong)解有機(ji)碳(tan)去(qu)除(chu)率較高(gao)。活(huo)性炭(tan)(tan)劑量(liang)為10-2000 mg / L當溶(rong)解有機(ji)碳(tan)的去(qu)除(chu)率從3開始.0%提高(gao)到59.8%。活(huo)性炭(tan)(tan)吸(xi)附后(hou)，微濾(lv)膜(mo)(mo)過濾(lv)水樣(yang)，溶(rong)解有機(ji)碳(tan)從21中去(qu)除(chu)滲(shen)透物.1%穩定增加(jia)到62.2%。然而(er)，隨著活(huo)性炭(tan)(tan)劑量(liang)的增加(jia)，微濾(lv)膜(mo)(mo)溶(rong)解有機(ji)碳(tan)去(qu)除(chu)量(liang)略有增加(jia)。

　　與(yu)溶解有機(ji)碳相比，UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率高(gao)(gao)。隨著活性炭(tan)劑量從(cong)100開始mg / L增加到200mg / L，超濾(lv)吸收去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率為10.1%增加到70.3%。與(yu)微(wei)濾(lv)過(guo)濾(lv)后(hou)溶解有機(ji)碳去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率相似(si)，活性炭(tan)用量越(yue)(yue)高(gao)(gao)，微(wei)濾(lv)膜(mo)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)UV254越(yue)(yue)低。可溶解有機(ji)碳和(he)活性炭(tan)UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率高(gao)(gao)，活性炭(tan)含量高(gao)(gao)，膜(mo)可去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)殘留(liu)有機(ji)物。

　　在上述研究中(zhong)(zhong)，活(huo)(huo)性炭(tan)具有較高的(de)(de)有機(ji)物(wu)(wu)去除率(lv)。然(ran)而，即使在200年mg / L活(huo)(huo)性炭(tan)高的(de)(de)劑量(liang)下，活(huo)(huo)性炭(tan)不能改善膜通量(liang)。原水有機(ji)質(zhi)的(de)(de)微濾濃度為2-7kDa，特別(bie)是3-5kDa。活(huo)(huo)性炭(tan)吸附的(de)(de)有機(ji)物(wu)(wu)濃度約為3kDa 水中(zhong)(zhong)有機(ji)物(wu)(wu)分(fen)子量(liang)。顯然(ran)，活(huo)(huo)性炭(tan)對水中(zhong)(zhong)有機(ji)物(wu)(wu)分(fen)子物(wu)(wu)質(zhi)影響不大。

　　微(wei)(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)過濾(lv)后(hou)原(yuan)(yuan)水(shui)(shui)的(de)(de)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)/親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)化如圖(tu)6所(suo)示。可見，微(wei)(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)主要去(qu)除(chu)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)。圖(tu)7顯(xian)(xian)示了原(yuan)(yuan)水(shui)(shui)中(zhong)不同水(shui)(shui)中(zhong)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)分子(zi)量(liang)的(de)(de)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)/親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)變(bian)化。膜(mo)(mo)(mo)(mo)過濾(lv)后(hou)，疏(shu)(shu)水(shui)(shui)有(you)(you)(you)機質(zhi)的(de)(de)比(bi)例(li)明顯(xian)(xian)下降，特別是2-7 kDa 有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)。相比(bi)之下，親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)比(bi)例(li)顯(xian)(xian)著增(zeng)加(jia)。本研究采用(yong)親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)PVDF膜(mo)(mo)(mo)(mo)。因(yin)此，疏(shu)(shu)水(shui)(shui)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)不能通過膜(mo)(mo)(mo)(mo)并停留(liu)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)面。親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)容易通過膜(mo)(mo)(mo)(mo)，然后(hou)親(qin)(qin)水(shui)(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)在(zai)滲透(tou)物(wu)(wu)(wu)中(zhong)的(de)(de)比(bi)例(li)顯(xian)(xian)著增(zeng)加(jia)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)有(you)(you)(you)機污染(ran)物(wu)(wu)(wu)似(si)乎是2-7kDa 疏(shu)(shu)水(shui)(shui)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)是重點。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)僅部分吸(xi)附2-7 kDa 有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)，輕微(wei)(wei)(wei)促進(jin)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)。這是因(yin)為活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)顯(xian)(xian)著去(qu)除(chu)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)，增(zeng)強膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang)。