活性炭對微濾膜的影響

　　活性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附對微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)性能(neng)的影(ying)響。結(jie)果表明(ming)，活性炭(tan)(tan)(tan)預(yu)處理為(wei)10-200 mg / L 在(zai)劑(ji)量(liang)下(xia)，溶(rong)解有機(ji)(ji)碳(DOC)和(he)254 nm紫外吸(xi)收(shou)光譜(UV 254)都能(neng)提供(gong)高(gao)有機(ji)(ji)物去(qu)(qu)除率。通過(guo)MF隨著(zhu)活性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附有機(ji)(ji)物的增加，膜(mo)(mo)(mo)(mo)過(guo)濾(lv)去(qu)(qu)除效率降低。主(zhu)要(yao)去(qu)(qu)除活性炭(tan)(tan)(tan)約3kDa有機(ji)(ji)物質的分子量(liang)。活性炭(tan)(tan)(tan)吸(xi)附后(hou)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)(mo)上保持超過(guo)5kDa有機(ji)(ji)物質。膜(mo)(mo)(mo)(mo)過(guo)濾(lv)結(jie)果表明(ming)，無論活性炭(tan)(tan)(tan)劑(ji)量(liang)如何，活性炭(tan)(tan)(tan)的預(yu)處理都略微促進膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang)。似乎有機(ji)(ji)污(wu)垢(gou)膜(mo)(mo)(mo)(mo)集中在(zai)3以上kDa的微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)。活性炭(tan)(tan)(tan)去(qu)(qu)除明(ming)顯小(xiao)于33kDa 微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)有機(ji)(ji)物超過(guo)3種kDa有機(ji)(ji)物質的影(ying)響較小(xiao)。因(yin)此(ci)，活性炭(tan)(tan)(tan)不能(neng)減少膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)染。

　　膜(mo)污(wu)染是(shi)水處理(li)的(de)(de)重要問題之一。膜(mo)結垢(gou)導致(zhi)膜(mo)通量降低和性(xing)能差。一些研究表明，天然有機(ji)物(NOM)負責(ze)炭吸(xi)附是(shi)飲(yin)用(yong)水中(zhong)負責(ze)微濾膜(mo)污(wu)染或垢(gou)。活性(xing)炭吸(xi)附是(shi)減少有機(ji)物污(wu)染膜(mo)的(de)(de)好選擇。

　　活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)廣(guang)泛用(yong)作(zuo)水處理(li)中(zhong)(zhong)的(de)(de)吸(xi)(xi)收(shou)劑。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)具有良(liang)好的(de)(de)天(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)有機物(wu)(wu)(wu)吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能，因(yin)(yin)此采用(yong)預處理(li)，減(jian)少膜(mo)污染(ran)，提(ti)高膜(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能。然(ran)(ran)(ran)而，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)對提(ti)高膜(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)效率(lv)有不(bu)同的(de)(de)結論。一(yi)些研究表明，當活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)保(bao)持膜(mo)表面時，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)可(ke)以增強膜(mo)通(tong)量(liang) 。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)懸浮(fu)在(zai)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)/超濾系統中(zhong)(zhong)的(de)(de)作(zuo)用(yong)是(shi)吸(xi)(xi)收(shou)低分子腐殖(zhi)酸(HA)。膜(mo)提(ti)供(gong)物(wu)(wu)(wu)理(li)屏(ping)障，防止活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過，從而保(bao)留吸(xi)(xi)附在(zai)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)上的(de)(de)有機化合(he)物(wu)(wu)(wu)。發(fa)現活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)可(ke)能導致更(geng)大的(de)(de)絮凝(ning)顆粒，并通(tong)過預處理(li)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)來減(jian)少每個過濾周(zhou)期(qi)的(de)(de)可(ke)逆(ni)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增加。研究天(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)有機物(wu)(wu)(wu)在(zai)耦(ou)合(he)超細(xi)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)/微濾膜(mo)過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)作(zuo)用(yong)表明，天(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)有機物(wu)(wu)(wu)被證明是(shi)膜(mo)污染(ran)和超細(xi)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)主要原(yuan)因(yin)(yin)，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)實際上比單(dan)獨的(de)(de)天(tian)(tian)然(ran)(ran)(ran)有機物(wu)(wu)(wu)減(jian)少了結垢(gou)(gou)。然(ran)(ran)(ran)而，一(yi)些研究人員(yuan)報告(gao)說，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)存(cun)在(zai)會加重(zhong)膜(mo)污染(ran)或不(bu)影響膜(mo)通(tong)量(liang)。 在(zai)反洗(xi)水中(zhong)(zhong)發(fa)現活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)顆粒，因(yin)(yin)為它(ta)們可(ke)能在(zai)污垢(gou)(gou)層的(de)(de)生長過程中(zhong)(zhong)積(ji)累。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)既不(bu)促進(jin)也不(bu)控制膜(mo)可(ke)逆(ni)結垢(gou)(gou)。

　　活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用于處理微(wei)濾(lv)膜前的預(yu)處理和地(di)表水(shui)(shui)。實(shi)驗的主要目的是研究活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對膜性(xing)能的影響，特(te)別關注活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)微(wei)濾(lv)膜工藝(yi)對有機(ji)物去(qu)除率和膜通(tong)量的影響。木質活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。粒度分布為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用前，加入少量去(qu)離子水(shui)(shui)均勻化活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。在原水(shui)(shui)中(zhong)加入10、50、100、200mg / L特(te)殊活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)劑量。本實(shi)驗采(cai)用黃浦江地(di)表水(shui)(shui)。在水(shui)(shui)樣中(zhong)加入活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)100rpm快速(su)攪(jiao)拌30分鐘1分鐘，攪(jiao)拌30分鐘rpm緩慢混合，然(ran)后用0.45μm過(guo)濾(lv)器(qi)過(guo)濾(lv)水(shui)(shui)樣品(pin)。以下膜過(guo)濾(lv)用過(guo)濾(lv)水(shui)(shui)樣品(pin)。

　　溶解有機碳和活性炭和微濾過程(cheng)UV254去除(chu)率

　　活性(xing)炭(tan)和UV如圖所示，254的效率(lv)。活性(xing)炭(tan)溶解(jie)有(you)機(ji)碳(tan)去(qu)除率(lv)較高。活性(xing)炭(tan)劑量(liang)(liang)為(wei)10-2000 mg / L當溶解(jie)有(you)機(ji)碳(tan)的去(qu)除率(lv)從(cong)(cong)3開(kai)始.0%提(ti)高到(dao)59.8%。活性(xing)炭(tan)吸(xi)附后，微(wei)濾膜過濾水樣(yang)，溶解(jie)有(you)機(ji)碳(tan)從(cong)(cong)21中去(qu)除滲透(tou)物(wu).1%穩定(ding)增(zeng)加(jia)到(dao)62.2%。然而，隨著活性(xing)炭(tan)劑量(liang)(liang)的增(zeng)加(jia)，微(wei)濾膜溶解(jie)有(you)機(ji)碳(tan)去(qu)除量(liang)(liang)略有(you)增(zeng)加(jia)。

　　與(yu)溶(rong)解(jie)有(you)(you)機碳相比，UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)高(gao)。隨著活(huo)性炭(tan)(tan)劑量(liang)從100開(kai)始(shi)mg / L增加到200mg / L，超濾(lv)吸(xi)收去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)為10.1%增加到70.3%。與(yu)微濾(lv)過濾(lv)后溶(rong)解(jie)有(you)(you)機碳去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)相似(si)，活(huo)性炭(tan)(tan)用量(liang)越高(gao)，微濾(lv)膜去(qu)(qu)除(chu)(chu)UV254越低。可(ke)溶(rong)解(jie)有(you)(you)機碳和活(huo)性炭(tan)(tan)UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(lv)(lv)高(gao)，活(huo)性炭(tan)(tan)含量(liang)高(gao)，膜可(ke)去(qu)(qu)除(chu)(chu)殘留有(you)(you)機物。

　　在上述研究中，活性炭具有(you)(you)(you)較(jiao)高的(de)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)去除率。然而(er)，即使在200年(nian)mg / L活性炭高的(de)劑量下，活性炭不(bu)能(neng)改(gai)善膜(mo)通量。原水有(you)(you)(you)機質的(de)微濾濃(nong)度為2-7kDa，特別是3-5kDa。活性炭吸附(fu)的(de)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)濃(nong)度約為3kDa 水中有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)分(fen)子量。顯(xian)然，活性炭對水中有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)分(fen)子物(wu)(wu)質影響不(bu)大。

　　微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)濾(lv)后原水(shui)(shui)(shui)的疏水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)/親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)變(bian)化(hua)(hua)如圖6所示(shi)。可見，微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)主要去(qu)除疏水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)機物(wu)(wu)。圖7顯示(shi)了原水(shui)(shui)(shui)中不同水(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)機物(wu)(wu)分子量的疏水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)/親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)變(bian)化(hua)(hua)。膜(mo)(mo)(mo)過(guo)(guo)濾(lv)后，疏水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)機質(zhi)的比例明(ming)顯下降(jiang)，特別是2-7 kDa 有(you)(you)機物(wu)(wu)。相比之下，親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)機物(wu)(wu)的比例顯著增加(jia)。本研究采(cai)用親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)PVDF膜(mo)(mo)(mo)。因(yin)此，疏水(shui)(shui)(shui)物(wu)(wu)質(zhi)不能(neng)通(tong)過(guo)(guo)膜(mo)(mo)(mo)并(bing)停留(liu)在膜(mo)(mo)(mo)表面。親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)機物(wu)(wu)容易通(tong)過(guo)(guo)膜(mo)(mo)(mo)，然后親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)機物(wu)(wu)在滲透物(wu)(wu)中的比例顯著增加(jia)。膜(mo)(mo)(mo)有(you)(you)機污(wu)染物(wu)(wu)似乎是2-7kDa 疏水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)機物(wu)(wu)是重點。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)僅部分吸附2-7 kDa 有(you)(you)機物(wu)(wu)，輕(qing)微(wei)(wei)促進膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染。這是因(yin)為活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)顯著去(qu)除有(you)(you)機物(wu)(wu)，增強膜(mo)(mo)(mo)通(tong)量。