活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)對微(wei)(wei)(wei)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)性(xing)(xing)能的(de)(de)影(ying)響。結(jie)果表(biao)明，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)預(yu)處理(li)為10-200 mg / L 在劑(ji)量下，溶解有(you)機碳(DOC)和254 nm紫外吸(xi)收光譜(UV 254)都能提(ti)供高(gao)有(you)機物(wu)去(qu)除率(lv)。通(tong)過(guo)MF隨著活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)有(you)機物(wu)的(de)(de)增加，膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)去(qu)除效率(lv)降低(di)。主要去(qu)除活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)約3kDa有(you)機物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)分子量。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)(fu)后，膜(mo)(mo)在膜(mo)(mo)上(shang)保持超過(guo)5kDa有(you)機物(wu)質(zhi)(zhi)。膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)結(jie)果表(biao)明，無論(lun)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑(ji)量如何，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)預(yu)處理(li)都略微(wei)(wei)(wei)促進膜(mo)(mo)通(tong)量。似乎有(you)機污(wu)(wu)垢膜(mo)(mo)集(ji)中在3以上(shang)kDa的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)去(qu)除明顯小于33kDa 微(wei)(wei)(wei)濾(lv)(lv)(lv)膜(mo)(mo)有(you)機物(wu)超過(guo)3種kDa有(you)機物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)影(ying)響較小。因(yin)此，活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)不能減少(shao)膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)。

　　膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)是(shi)水(shui)處理的重要(yao)問題之一(yi)。膜(mo)(mo)結垢(gou)導致膜(mo)(mo)通量降低(di)和性能差。一(yi)些研究表(biao)明，天然(ran)有(you)機(ji)物(wu)(NOM)負責炭(tan)吸附(fu)是(shi)飲用水(shui)中負責微(wei)濾膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)或(huo)垢(gou)。活性炭(tan)吸附(fu)是(shi)減少有(you)機(ji)物(wu)污(wu)染(ran)膜(mo)(mo)的好選擇。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)廣(guang)泛用作(zuo)水(shui)處理(li)(li)中的(de)(de)吸收劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)具(ju)有(you)良好的(de)(de)天然(ran)有(you)機(ji)物吸附性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，因此采用預(yu)處理(li)(li)，減少膜(mo)(mo)污染，提(ti)高膜(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。然(ran)而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)對提(ti)高膜(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)效率有(you)不(bu)同(tong)的(de)(de)結論。一些研(yan)(yan)究表明(ming)，當活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)保持膜(mo)(mo)表面時，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可(ke)以(yi)增(zeng)(zeng)強膜(mo)(mo)通量 。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)懸(xuan)浮在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)/超濾(lv)系統(tong)中的(de)(de)作(zuo)用是(shi)吸收低(di)分子腐殖酸(HA)。膜(mo)(mo)提(ti)供物理(li)(li)屏(ping)障，防止(zhi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)通過(guo)，從而保留吸附在(zai)(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)上的(de)(de)有(you)機(ji)化合(he)(he)物。發(fa)現活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)可(ke)能(neng)(neng)導致更大的(de)(de)絮凝顆粒，并通過(guo)預(yu)處理(li)(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)來減少每(mei)個(ge)過(guo)濾(lv)周期的(de)(de)可(ke)逆性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增(zeng)(zeng)加。研(yan)(yan)究天然(ran)有(you)機(ji)物在(zai)(zai)耦合(he)(he)超細(xi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)/微濾(lv)膜(mo)(mo)過(guo)程(cheng)中的(de)(de)作(zuo)用表明(ming)，天然(ran)有(you)機(ji)物被(bei)證明(ming)是(shi)膜(mo)(mo)污染和超細(xi)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)主要原因，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)實際(ji)上比(bi)單獨的(de)(de)天然(ran)有(you)機(ji)物減少了(le)結垢(gou)。然(ran)而，一些研(yan)(yan)究人員報告說，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)的(de)(de)存在(zai)(zai)會加重(zhong)膜(mo)(mo)污染或不(bu)影(ying)響膜(mo)(mo)通量。 在(zai)(zai)反(fan)洗水(shui)中發(fa)現活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)顆粒，因為它(ta)們(men)可(ke)能(neng)(neng)在(zai)(zai)污垢(gou)層的(de)(de)生長過(guo)程(cheng)中積(ji)累。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)既不(bu)促(cu)進也不(bu)控制膜(mo)(mo)可(ke)逆結垢(gou)。

　　活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)用于處(chu)理(li)微(wei)濾膜(mo)前的(de)(de)(de)(de)預處(chu)理(li)和地表水(shui)。實驗的(de)(de)(de)(de)主要目的(de)(de)(de)(de)是研究活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)對膜(mo)性能的(de)(de)(de)(de)影響，特(te)別(bie)關注(zhu)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)微(wei)濾膜(mo)工藝對有機(ji)物去除(chu)率(lv)和膜(mo)通量的(de)(de)(de)(de)影響。木質活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)。粒度分(fen)布為(wei)：>74μm-71%，>44μm-95%。使用前，加(jia)入少量去離子水(shui)均(jun)勻化(hua)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)。在原(yuan)水(shui)中加(jia)入10、50、100、200mg / L特(te)殊活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)劑量。本(ben)實驗采用黃(huang)浦(pu)江(jiang)地表水(shui)。在水(shui)樣中加(jia)入活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)100rpm快速攪拌(ban)30分(fen)鐘1分(fen)鐘，攪拌(ban)30分(fen)鐘rpm緩慢混(hun)合，然后用0.45μm過(guo)(guo)濾器過(guo)(guo)濾水(shui)樣品。以下膜(mo)過(guo)(guo)濾用過(guo)(guo)濾水(shui)樣品。

　　溶解有機碳和(he)活(huo)性(xing)炭和(he)微濾(lv)過程UV254去除(chu)率

　　活(huo)(huo)性炭(tan)和UV如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)，254的效(xiao)率。活(huo)(huo)性炭(tan)溶(rong)解(jie)有機碳去除率較高。活(huo)(huo)性炭(tan)劑量為10-2000 mg / L當溶(rong)解(jie)有機碳的去除率從3開始.0%提高到59.8%。活(huo)(huo)性炭(tan)吸附后(hou)，微(wei)濾膜(mo)過濾水樣，溶(rong)解(jie)有機碳從21中去除滲透(tou)物.1%穩(wen)定增(zeng)加(jia)(jia)到62.2%。然而，隨著活(huo)(huo)性炭(tan)劑量的增(zeng)加(jia)(jia)，微(wei)濾膜(mo)溶(rong)解(jie)有機碳去除量略有增(zeng)加(jia)(jia)。

　　與(yu)溶解有機(ji)(ji)碳相比，UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率高。隨著活性(xing)炭劑量從(cong)100開始mg / L增(zeng)加到(dao)200mg / L，超濾(lv)吸收去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率為(wei)10.1%增(zeng)加到(dao)70.3%。與(yu)微濾(lv)過濾(lv)后溶解有機(ji)(ji)碳去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率相似(si)，活性(xing)炭用量越高，微濾(lv)膜去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)UV254越低。可(ke)溶解有機(ji)(ji)碳和活性(xing)炭UV254去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率高，活性(xing)炭含量高，膜可(ke)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)殘留有機(ji)(ji)物。

　　在上(shang)述研究中(zhong)，活性(xing)炭(tan)(tan)具有(you)較高的(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)去除(chu)率。然而，即使(shi)在200年mg / L活性(xing)炭(tan)(tan)高的(de)劑量下，活性(xing)炭(tan)(tan)不能改(gai)善膜通量。原水(shui)有(you)機(ji)質的(de)微濾濃(nong)度為2-7kDa，特別是3-5kDa。活性(xing)炭(tan)(tan)吸附的(de)有(you)機(ji)物(wu)(wu)濃(nong)度約(yue)為3kDa 水(shui)中(zhong)有(you)機(ji)物(wu)(wu)分子量。顯然，活性(xing)炭(tan)(tan)對水(shui)中(zhong)有(you)機(ji)物(wu)(wu)分子物(wu)(wu)質影響不大。

　　微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過濾(lv)后(hou)原水(shui)(shui)(shui)的疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)/親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)變化(hua)如圖6所示。可(ke)見，微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)主要去(qu)除(chu)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)。圖7顯示了(le)原水(shui)(shui)(shui)中不同水(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)分子量(liang)的疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)/親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)變化(hua)。膜(mo)(mo)(mo)過濾(lv)后(hou)，疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)質的比例明顯下降，特別是(shi)2-7 kDa 有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)。相(xiang)比之下，親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)的比例顯著增(zeng)(zeng)加。本研究(jiu)采用親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)PVDF膜(mo)(mo)(mo)。因此，疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)物(wu)質不能通過膜(mo)(mo)(mo)并停留在膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面。親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)容易(yi)通過膜(mo)(mo)(mo)，然后(hou)親(qin)水(shui)(shui)(shui)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)在滲透物(wu)中的比例顯著增(zeng)(zeng)加。膜(mo)(mo)(mo)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)污染物(wu)似乎是(shi)2-7kDa 疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)是(shi)重點。活(huo)性(xing)(xing)炭僅部分吸(xi)附2-7 kDa 有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)，輕微促進膜(mo)(mo)(mo)污染。這是(shi)因為活(huo)性(xing)(xing)炭顯著去(qu)除(chu)有(you)(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)，增(zeng)(zeng)強膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)。