活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)對微(wei)(wei)濾(lv)膜性(xing)能的(de)(de)影響(xiang)。結果表(biao)(biao)明(ming)(ming)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)預處理為(wei)10-200 mg / L 在(zai)(zai)劑(ji)量下(xia)，溶解(jie)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)碳(DOC)和(he)254 nm紫(zi)外吸(xi)收(shou)光譜(UV 254)都(dou)能提供高有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物去(qu)(qu)除(chu)率。通(tong)過(guo)MF隨著活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物的(de)(de)增加，膜過(guo)濾(lv)去(qu)(qu)除(chu)效率降低。主要去(qu)(qu)除(chu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)約3kDa有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物質的(de)(de)分子量。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)后(hou)，膜在(zai)(zai)膜上保持超過(guo)5kDa有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物質。膜過(guo)濾(lv)結果表(biao)(biao)明(ming)(ming)，無論活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)劑(ji)量如何，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)預處理都(dou)略微(wei)(wei)促進膜通(tong)量。似乎有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)污(wu)垢膜集中(zhong)在(zai)(zai)3以上kDa的(de)(de)微(wei)(wei)濾(lv)膜。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)去(qu)(qu)除(chu)明(ming)(ming)顯小(xiao)于33kDa 微(wei)(wei)濾(lv)膜有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物超過(guo)3種(zhong)kDa有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物質的(de)(de)影響(xiang)較小(xiao)。因此(ci)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)不能減少膜污(wu)染。

　　膜污(wu)染(ran)是(shi)水(shui)處理的(de)重要問(wen)題(ti)之一。膜結垢(gou)導致膜通量降(jiang)低和(he)性(xing)能差。一些研究表明，天然有(you)機物(wu)(NOM)負(fu)責(ze)炭(tan)吸附(fu)(fu)是(shi)飲用水(shui)中負(fu)責(ze)微濾膜污(wu)染(ran)或垢(gou)。活性(xing)炭(tan)吸附(fu)(fu)是(shi)減少有(you)機物(wu)污(wu)染(ran)膜的(de)好(hao)選(xuan)擇。

　　活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)廣(guang)泛用作(zuo)水處理(li)中的(de)(de)(de)吸(xi)收劑(ji)。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)具有(you)良好的(de)(de)(de)天然(ran)有(you)機(ji)(ji)物吸(xi)附性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)，因(yin)此采用預處理(li)，減少(shao)膜(mo)污(wu)染，提高膜(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。然(ran)而(er)，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)對提高膜(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)效率有(you)不(bu)同的(de)(de)(de)結論。一(yi)些(xie)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)(ming)，當活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)保持(chi)膜(mo)表(biao)面時(shi)，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)可(ke)以增(zeng)強膜(mo)通(tong)量 。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)懸浮(fu)在活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)/超濾(lv)(lv)系統中的(de)(de)(de)作(zuo)用是吸(xi)收低分子腐(fu)殖酸(suan)(HA)。膜(mo)提供(gong)物理(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(er)保留吸(xi)附在活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)上的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)化合物。發現活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)可(ke)能(neng)導致更(geng)大的(de)(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)來減少(shao)每(mei)個過濾(lv)(lv)周期(qi)的(de)(de)(de)可(ke)逆性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增(zeng)加(jia)。研(yan)究(jiu)天然(ran)有(you)機(ji)(ji)物在耦(ou)合超細(xi)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)/微濾(lv)(lv)膜(mo)過程(cheng)中的(de)(de)(de)作(zuo)用表(biao)明(ming)(ming)，天然(ran)有(you)機(ji)(ji)物被證明(ming)(ming)是膜(mo)污(wu)染和超細(xi)活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)主(zhu)要原因(yin)，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)實際上比單獨(du)的(de)(de)(de)天然(ran)有(you)機(ji)(ji)物減少(shao)了結垢(gou)。然(ran)而(er)，一(yi)些(xie)研(yan)究(jiu)人員報告說(shuo)，活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)存在會(hui)加(jia)重膜(mo)污(wu)染或(huo)不(bu)影響膜(mo)通(tong)量。 在反(fan)洗水中發現活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)顆粒，因(yin)為(wei)它們可(ke)能(neng)在污(wu)垢(gou)層(ceng)的(de)(de)(de)生(sheng)長過程(cheng)中積累(lei)。活(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)既不(bu)促進也不(bu)控(kong)制(zhi)膜(mo)可(ke)逆結垢(gou)。

　　活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用于處理微(wei)濾膜(mo)(mo)前的預(yu)處理和地表水。實驗(yan)的主要目的是研究活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對膜(mo)(mo)性(xing)能的影響(xiang)，特別關(guan)注活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)微(wei)濾膜(mo)(mo)工藝對有機物去(qu)(qu)除率和膜(mo)(mo)通量(liang)的影響(xiang)。木(mu)質活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。粒度分布(bu)為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用前，加入少量(liang)去(qu)(qu)離子水均勻(yun)化活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)。在(zai)原(yuan)水中加入10、50、100、200mg / L特殊活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)劑量(liang)。本實驗(yan)采用黃浦江(jiang)地表水。在(zai)水樣(yang)中加入活(huo)(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)100rpm快(kuai)速攪拌30分鐘(zhong)1分鐘(zhong)，攪拌30分鐘(zhong)rpm緩慢混合，然后用0.45μm過(guo)(guo)濾器過(guo)(guo)濾水樣(yang)品。以下膜(mo)(mo)過(guo)(guo)濾用過(guo)(guo)濾水樣(yang)品。

　　溶(rong)解有機碳和活(huo)性炭和微濾過程UV254去除率

　　活性炭(tan)和UV如圖所示，254的(de)效率。活性炭(tan)溶(rong)解有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)去除率較(jiao)高(gao)(gao)。活性炭(tan)劑(ji)量(liang)為(wei)10-2000 mg / L當溶(rong)解有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)的(de)去除率從(cong)3開始.0%提高(gao)(gao)到(dao)(dao)59.8%。活性炭(tan)吸(xi)附后，微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)過濾(lv)水樣，溶(rong)解有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)從(cong)21中去除滲透物.1%穩(wen)定增(zeng)加到(dao)(dao)62.2%。然而，隨(sui)著活性炭(tan)劑(ji)量(liang)的(de)增(zeng)加，微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)溶(rong)解有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)去除量(liang)略有(you)(you)增(zeng)加。

　　與溶(rong)(rong)解有(you)機(ji)碳(tan)相(xiang)比，UV254去(qu)除(chu)率(lv)(lv)高(gao)(gao)。隨(sui)著活(huo)性(xing)炭劑量(liang)從100開始mg / L增加到(dao)200mg / L，超(chao)濾(lv)吸(xi)收去(qu)除(chu)率(lv)(lv)為10.1%增加到(dao)70.3%。與微濾(lv)過濾(lv)后(hou)溶(rong)(rong)解有(you)機(ji)碳(tan)去(qu)除(chu)率(lv)(lv)相(xiang)似(si)，活(huo)性(xing)炭用量(liang)越高(gao)(gao)，微濾(lv)膜(mo)去(qu)除(chu)UV254越低。可(ke)溶(rong)(rong)解有(you)機(ji)碳(tan)和活(huo)性(xing)炭UV254去(qu)除(chu)率(lv)(lv)高(gao)(gao)，活(huo)性(xing)炭含量(liang)高(gao)(gao)，膜(mo)可(ke)去(qu)除(chu)殘留有(you)機(ji)物。

　　在(zai)上(shang)述研(yan)究中(zhong)(zhong)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)具有(you)較高(gao)的(de)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)去(qu)除率(lv)。然而，即使在(zai)200年mg / L活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)高(gao)的(de)劑量下(xia)，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)不能改善膜(mo)通量。原水有(you)機(ji)(ji)質(zhi)的(de)微濾(lv)濃度為2-7kDa，特別是3-5kDa。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附的(de)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)濃度約(yue)為3kDa 水中(zhong)(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)分子(zi)量。顯(xian)然，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)對水中(zhong)(zhong)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)分子(zi)物(wu)(wu)質(zhi)影響不大。

　　微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過濾(lv)后原水(shui)(shui)(shui)(shui)的疏(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)性/親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性變(bian)(bian)化如圖(tu)6所(suo)示(shi)。可見，微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)主要去除(chu)疏(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)。圖(tu)7顯(xian)示(shi)了原水(shui)(shui)(shui)(shui)中不同水(shui)(shui)(shui)(shui)中有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)分子量的疏(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)性/親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性變(bian)(bian)化。膜(mo)(mo)(mo)過濾(lv)后，疏(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)(ji)質的比例(li)明顯(xian)下(xia)降，特別是2-7 kDa 有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)。相比之(zhi)下(xia)，親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)的比例(li)顯(xian)著(zhu)(zhu)增加。本研究采用(yong)親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性PVDF膜(mo)(mo)(mo)。因此，疏(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)物(wu)質不能通(tong)過膜(mo)(mo)(mo)并停留在膜(mo)(mo)(mo)表面。親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)容易通(tong)過膜(mo)(mo)(mo)，然后親(qin)(qin)水(shui)(shui)(shui)(shui)性有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)在滲透物(wu)中的比例(li)顯(xian)著(zhu)(zhu)增加。膜(mo)(mo)(mo)有(you)機(ji)(ji)(ji)污(wu)染物(wu)似乎是2-7kDa 疏(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)是重點(dian)。活性炭僅(jin)部分吸附2-7 kDa 有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)，輕微促進(jin)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染。這是因為活性炭顯(xian)著(zhu)(zhu)去除(chu)有(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)，增強(qiang)膜(mo)(mo)(mo)通(tong)量。