活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)對微濾(lv)膜(mo)性(xing)(xing)能的(de)影(ying)響(xiang)。結果表明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭預處(chu)理為10-200 mg / L 在(zai)劑量下，溶解有(you)(you)機碳(DOC)和(he)254 nm紫外吸(xi)(xi)收光譜(UV 254)都能提(ti)供高(gao)有(you)(you)機物(wu)(wu)去除(chu)(chu)率(lv)(lv)。通過(guo)(guo)MF隨著活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)有(you)(you)機物(wu)(wu)的(de)增(zeng)加，膜(mo)過(guo)(guo)濾(lv)去除(chu)(chu)效率(lv)(lv)降低(di)。主要去除(chu)(chu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭約(yue)3kDa有(you)(you)機物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)分子(zi)量。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)后，膜(mo)在(zai)膜(mo)上(shang)保(bao)持(chi)超過(guo)(guo)5kDa有(you)(you)機物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。膜(mo)過(guo)(guo)濾(lv)結果表明(ming)，無論活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭劑量如(ru)何(he)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭的(de)預處(chu)理都略微促進膜(mo)通量。似乎有(you)(you)機污垢膜(mo)集中在(zai)3以(yi)上(shang)kDa的(de)微濾(lv)膜(mo)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭去除(chu)(chu)明(ming)顯小(xiao)于33kDa 微濾(lv)膜(mo)有(you)(you)機物(wu)(wu)超過(guo)(guo)3種kDa有(you)(you)機物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)影(ying)響(xiang)較小(xiao)。因此(ci)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭不能減少膜(mo)污染。

　　膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)是水處理的(de)重要問(wen)題(ti)之一(yi)。膜(mo)(mo)結垢導致膜(mo)(mo)通量降低(di)和性能差(cha)。一(yi)些(xie)研究表明，天然有(you)機(ji)物(wu)(NOM)負責(ze)炭吸附是飲用(yong)水中負責(ze)微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)或垢。活性炭吸附是減少(shao)有(you)機(ji)物(wu)污(wu)染(ran)膜(mo)(mo)的(de)好選擇。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)廣泛(fan)用作水處(chu)理(li)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收(shou)劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)具(ju)有(you)(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)然(ran)(ran)有(you)(you)機(ji)物(wu)吸附性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，因(yin)此采用預處(chu)理(li)，減少膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)，提(ti)高膜(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。然(ran)(ran)而(er)(er)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)對提(ti)高膜(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)效率有(you)(you)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)結(jie)論。一些研究(jiu)表明(ming)，當活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)保持膜(mo)(mo)(mo)(mo)表面時，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)可(ke)以增強膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量 。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)懸浮在活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)/超濾系統中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)作用是(shi)吸收(shou)低分子腐殖(zhi)酸(HA)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)提(ti)供物(wu)理(li)屏障，防止活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)通過(guo)，從而(er)(er)保留吸附在活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)化(hua)合物(wu)。發(fa)現活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)可(ke)能(neng)(neng)導(dao)致(zhi)更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)絮凝顆(ke)粒(li)，并通過(guo)預處(chu)理(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)來減少每(mei)個過(guo)濾周期的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)逆(ni)性(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增加。研究(jiu)天(tian)(tian)然(ran)(ran)有(you)(you)機(ji)物(wu)在耦合超細活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)/微(wei)濾膜(mo)(mo)(mo)(mo)過(guo)程中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)作用表明(ming)，天(tian)(tian)然(ran)(ran)有(you)(you)機(ji)物(wu)被(bei)證明(ming)是(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)和超細活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)主要原因(yin)，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)實際上(shang)比單獨(du)的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)(tian)然(ran)(ran)有(you)(you)機(ji)物(wu)減少了(le)結(jie)垢。然(ran)(ran)而(er)(er)，一些研究(jiu)人員(yuan)報告說，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)(de)(de)存在會加重膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)或不(bu)影響膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量。 在反洗(xi)水中(zhong)發(fa)現活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)顆(ke)粒(li)，因(yin)為(wei)它們(men)可(ke)能(neng)(neng)在污垢層(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)生長(chang)過(guo)程中(zhong)積累。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)既不(bu)促進也不(bu)控(kong)制膜(mo)(mo)(mo)(mo)可(ke)逆(ni)結(jie)垢。

　　活(huo)(huo)性炭用于處(chu)理微(wei)濾(lv)膜(mo)前(qian)的預處(chu)理和地表水(shui)(shui)。實驗的主要目(mu)的是(shi)研究活(huo)(huo)性炭對膜(mo)性能的影響，特(te)別關(guan)注活(huo)(huo)性炭微(wei)濾(lv)膜(mo)工(gong)藝對有機(ji)物去除率(lv)和膜(mo)通(tong)量的影響。木質活(huo)(huo)性炭。粒度分(fen)布為(wei)：>74μm-71%，>44μm-95%。使用前(qian)，加(jia)入(ru)少量去離子(zi)水(shui)(shui)均勻化活(huo)(huo)性炭。在(zai)原(yuan)水(shui)(shui)中(zhong)加(jia)入(ru)10、50、100、200mg / L特(te)殊活(huo)(huo)性炭劑量。本實驗采用黃浦江地表水(shui)(shui)。在(zai)水(shui)(shui)樣中(zhong)加(jia)入(ru)活(huo)(huo)性炭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(man)混合，然后用0.45μm過濾(lv)器過濾(lv)水(shui)(shui)樣品。以下膜(mo)過濾(lv)用過濾(lv)水(shui)(shui)樣品。

　　溶解有機碳和活性炭(tan)和微(wei)濾過程UV254去除率(lv)

　　活性(xing)(xing)炭(tan)和UV如圖所示，254的(de)效率。活性(xing)(xing)炭(tan)溶(rong)解(jie)有機(ji)碳去(qu)除(chu)率較高。活性(xing)(xing)炭(tan)劑量為10-2000 mg / L當溶(rong)解(jie)有機(ji)碳的(de)去(qu)除(chu)率從3開(kai)始.0%提(ti)高到(dao)(dao)59.8%。活性(xing)(xing)炭(tan)吸附后，微(wei)濾(lv)膜(mo)過(guo)濾(lv)水樣，溶(rong)解(jie)有機(ji)碳從21中去(qu)除(chu)滲透物(wu).1%穩定增(zeng)加到(dao)(dao)62.2%。然而，隨著活性(xing)(xing)炭(tan)劑量的(de)增(zeng)加，微(wei)濾(lv)膜(mo)溶(rong)解(jie)有機(ji)碳去(qu)除(chu)量略有增(zeng)加。

　　與溶解(jie)(jie)有機(ji)碳(tan)相比，UV254去除率(lv)高。隨著活性(xing)炭劑量從100開始(shi)mg / L增加(jia)到200mg / L，超濾(lv)(lv)吸收去除率(lv)為10.1%增加(jia)到70.3%。與微(wei)濾(lv)(lv)過濾(lv)(lv)后溶解(jie)(jie)有機(ji)碳(tan)去除率(lv)相似，活性(xing)炭用(yong)量越高，微(wei)濾(lv)(lv)膜(mo)去除UV254越低。可(ke)溶解(jie)(jie)有機(ji)碳(tan)和(he)活性(xing)炭UV254去除率(lv)高，活性(xing)炭含量高，膜(mo)可(ke)去除殘留有機(ji)物(wu)。

　　在上述研究中(zhong)，活性(xing)炭(tan)具有(you)(you)較高的(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)去(qu)除率。然而，即使在200年mg / L活性(xing)炭(tan)高的(de)劑量下(xia)，活性(xing)炭(tan)不能改(gai)善(shan)膜通量。原水(shui)有(you)(you)機(ji)質(zhi)的(de)微(wei)濾濃(nong)度為2-7kDa，特別是3-5kDa。活性(xing)炭(tan)吸附的(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)濃(nong)度約為3kDa 水(shui)中(zhong)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)分(fen)子(zi)量。顯然，活性(xing)炭(tan)對水(shui)中(zhong)有(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)分(fen)子(zi)物(wu)(wu)質(zhi)影響不大。

　　微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過濾(lv)后(hou)(hou)原水(shui)的(de)疏(shu)(shu)水(shui)性/親(qin)水(shui)性變化如圖6所(suo)示(shi)。可(ke)見，微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)主要去除疏(shu)(shu)水(shui)有(you)機(ji)(ji)物(wu)。圖7顯示(shi)了原水(shui)中(zhong)不同(tong)水(shui)中(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(wu)分(fen)子量的(de)疏(shu)(shu)水(shui)性/親(qin)水(shui)性變化。膜(mo)(mo)(mo)過濾(lv)后(hou)(hou)，疏(shu)(shu)水(shui)有(you)機(ji)(ji)質(zhi)的(de)比(bi)例(li)明顯下降，特(te)別是(shi)2-7 kDa 有(you)機(ji)(ji)物(wu)。相(xiang)比(bi)之下，親(qin)水(shui)性有(you)機(ji)(ji)物(wu)的(de)比(bi)例(li)顯著(zhu)增加。本研究采用親(qin)水(shui)性PVDF膜(mo)(mo)(mo)。因此，疏(shu)(shu)水(shui)物(wu)質(zhi)不能(neng)通過膜(mo)(mo)(mo)并停留在膜(mo)(mo)(mo)表面。親(qin)水(shui)性有(you)機(ji)(ji)物(wu)容易通過膜(mo)(mo)(mo)，然后(hou)(hou)親(qin)水(shui)性有(you)機(ji)(ji)物(wu)在滲透物(wu)中(zhong)的(de)比(bi)例(li)顯著(zhu)增加。膜(mo)(mo)(mo)有(you)機(ji)(ji)污(wu)染物(wu)似乎是(shi)2-7kDa 疏(shu)(shu)水(shui)有(you)機(ji)(ji)物(wu)是(shi)重點。活性炭僅部分(fen)吸附(fu)2-7 kDa 有(you)機(ji)(ji)物(wu)，輕微促進膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染。這是(shi)因為活性炭顯著(zhu)去除有(you)機(ji)(ji)物(wu)，增強膜(mo)(mo)(mo)通量。