活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)對微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)影響。結(jie)果表(biao)明(ming)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)預處理(li)為10-200 mg / L 在(zai)劑(ji)量(liang)(liang)下，溶解(jie)有機碳(DOC)和(he)254 nm紫外吸收光譜(UV 254)都能(neng)提(ti)供高有機物(wu)去除(chu)(chu)率(lv)。通過MF隨著活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)有機物(wu)的(de)(de)增加，膜(mo)(mo)(mo)過濾(lv)去除(chu)(chu)效率(lv)降低。主要去除(chu)(chu)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)約3kDa有機物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)分子量(liang)(liang)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)后，膜(mo)(mo)(mo)在(zai)膜(mo)(mo)(mo)上保(bao)持(chi)超過5kDa有機物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)。膜(mo)(mo)(mo)過濾(lv)結(jie)果表(biao)明(ming)，無論活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)劑(ji)量(liang)(liang)如何，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)預處理(li)都略微(wei)(wei)促進膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)(liang)。似乎有機污(wu)垢膜(mo)(mo)(mo)集(ji)中在(zai)3以上kDa的(de)(de)微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)去除(chu)(chu)明(ming)顯小(xiao)于33kDa 微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)有機物(wu)超過3種(zhong)kDa有機物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)影響較小(xiao)。因此，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)不能(neng)減少膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染(ran)。

　　膜(mo)污染是水(shui)(shui)處理的重要問題之一(yi)(yi)。膜(mo)結垢導(dao)致膜(mo)通(tong)量降低和(he)性能差(cha)。一(yi)(yi)些研究表明，天然有(you)機物(NOM)負責炭(tan)吸(xi)附是飲用水(shui)(shui)中負責微濾膜(mo)污染或垢。活性炭(tan)吸(xi)附是減少(shao)有(you)機物污染膜(mo)的好選擇。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)廣泛用(yong)作(zuo)(zuo)水處(chu)理(li)中(zhong)的(de)(de)(de)吸(xi)收劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)天然(ran)(ran)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)吸(xi)附性(xing)(xing)(xing)(xing)能，因此采用(yong)預(yu)(yu)處(chu)理(li)，減少膜污(wu)染，提高(gao)膜性(xing)(xing)(xing)(xing)能。然(ran)(ran)而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)對(dui)提高(gao)膜性(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)效率有(you)不同的(de)(de)(de)結論(lun)。一(yi)些研究表明(ming)，當活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)保(bao)持膜表面時，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)可(ke)以增強(qiang)膜通量(liang) 。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)懸浮在(zai)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)作(zuo)(zuo)用(yong)是吸(xi)收低分子腐殖酸(HA)。膜提供物(wu)(wu)理(li)屏障，防止活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)通過，從而保(bao)留(liu)吸(xi)附在(zai)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)上的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)化合物(wu)(wu)。發現(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)可(ke)能導致更大的(de)(de)(de)絮凝(ning)顆(ke)粒，并(bing)通過預(yu)(yu)處(chu)理(li)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)來減少每(mei)個過濾周期的(de)(de)(de)可(ke)逆性(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增加(jia)。研究天然(ran)(ran)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)在(zai)耦合超細活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)/微濾膜過程中(zhong)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)表明(ming)，天然(ran)(ran)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)被證明(ming)是膜污(wu)染和超細活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)主要原因，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)實際(ji)上比單(dan)獨(du)的(de)(de)(de)天然(ran)(ran)有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)減少了結垢(gou)。然(ran)(ran)而，一(yi)些研究人員報告(gao)說，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)(de)(de)存(cun)在(zai)會加(jia)重(zhong)膜污(wu)染或不影(ying)響膜通量(liang)。 在(zai)反洗水中(zhong)發現(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)顆(ke)粒，因為它們可(ke)能在(zai)污(wu)垢(gou)層的(de)(de)(de)生長(chang)過程中(zhong)積累(lei)。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)既不促(cu)進也不控制膜可(ke)逆結垢(gou)。

　　活(huo)性(xing)炭用(yong)于處理(li)微濾(lv)膜(mo)前的預處理(li)和地(di)表水(shui)。實驗的主要目的是研究活(huo)性(xing)炭對膜(mo)性(xing)能(neng)的影響(xiang)，特別關注活(huo)性(xing)炭微濾(lv)膜(mo)工(gong)藝對有機物去除(chu)率和膜(mo)通量(liang)的影響(xiang)。木質(zhi)活(huo)性(xing)炭。粒度分(fen)布為：>74μm-71%，>44μm-95%。使用(yong)前，加(jia)入少(shao)量(liang)去離子水(shui)均勻化活(huo)性(xing)炭。在原(yuan)水(shui)中(zhong)加(jia)入10、50、100、200mg / L特殊(shu)活(huo)性(xing)炭劑(ji)量(liang)。本(ben)實驗采用(yong)黃浦江(jiang)地(di)表水(shui)。在水(shui)樣(yang)中(zhong)加(jia)入活(huo)性(xing)炭100rpm快(kuai)速攪拌30分(fen)鐘1分(fen)鐘，攪拌30分(fen)鐘rpm緩慢混合，然后用(yong)0.45μm過(guo)濾(lv)器(qi)過(guo)濾(lv)水(shui)樣(yang)品。以下(xia)膜(mo)過(guo)濾(lv)用(yong)過(guo)濾(lv)水(shui)樣(yang)品。

　　溶解(jie)有(you)機碳和(he)活性炭和(he)微濾過(guo)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)解有機(ji)碳(tan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率較高(gao)。活性炭(tan)劑量(liang)為10-2000 mg / L當溶(rong)解有機(ji)碳(tan)的(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率從3開始.0%提高(gao)到59.8%。活性炭(tan)吸附后，微濾(lv)膜過濾(lv)水樣，溶(rong)解有機(ji)碳(tan)從21中(zhong)去(qu)(qu)(qu)除(chu)滲透(tou)物.1%穩(wen)定增(zeng)加(jia)(jia)到62.2%。然而，隨著活性炭(tan)劑量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)(jia)，微濾(lv)膜溶(rong)解有機(ji)碳(tan)去(qu)(qu)(qu)除(chu)量(liang)略有增(zeng)加(jia)(jia)。

　　與溶解(jie)有(you)機碳相(xiang)比，UV254去除率高。隨(sui)著(zhu)活(huo)性炭劑(ji)量從100開始mg / L增加到200mg / L，超濾吸收去除率為10.1%增加到70.3%。與微濾過濾后溶解(jie)有(you)機碳去除率相(xiang)似，活(huo)性炭用(yong)量越(yue)高，微濾膜(mo)去除UV254越(yue)低。可溶解(jie)有(you)機碳和活(huo)性炭UV254去除率高，活(huo)性炭含量高，膜(mo)可去除殘(can)留有(you)機物。

　　在上述研究中(zhong)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭具(ju)有(you)(you)較高的(de)有(you)(you)機物(wu)去(qu)除率。然(ran)而，即使在200年mg / L活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭高的(de)劑量下，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭不能改善(shan)膜通(tong)量。原(yuan)水(shui)有(you)(you)機質的(de)微濾濃度為2-7kDa，特別是3-5kDa。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭吸附的(de)有(you)(you)機物(wu)濃度約(yue)為3kDa 水(shui)中(zhong)有(you)(you)機物(wu)分子量。顯然(ran)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭對水(shui)中(zhong)有(you)(you)機物(wu)分子物(wu)質影(ying)響(xiang)不大。

　　微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過(guo)濾(lv)后(hou)(hou)原(yuan)水(shui)的疏水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)/親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)變化如(ru)圖(tu)6所示。可見，微濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)主要去除(chu)疏水(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)。圖(tu)7顯(xian)(xian)示了原(yuan)水(shui)中(zhong)不(bu)(bu)同水(shui)中(zhong)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)分子(zi)量的疏水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)/親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)變化。膜(mo)(mo)(mo)過(guo)濾(lv)后(hou)(hou)，疏水(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)質的比例明顯(xian)(xian)下降，特別是(shi)2-7 kDa 有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)。相(xiang)比之下，親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)的比例顯(xian)(xian)著增(zeng)加。本(ben)研究采(cai)用親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)PVDF膜(mo)(mo)(mo)。因此，疏水(shui)物(wu)質不(bu)(bu)能通(tong)(tong)過(guo)膜(mo)(mo)(mo)并停留在(zai)膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面。親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)容易通(tong)(tong)過(guo)膜(mo)(mo)(mo)，然后(hou)(hou)親(qin)水(shui)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)在(zai)滲(shen)透(tou)物(wu)中(zhong)的比例顯(xian)(xian)著增(zeng)加。膜(mo)(mo)(mo)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)污染物(wu)似乎是(shi)2-7kDa 疏水(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)是(shi)重點。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)僅(jin)部分吸附2-7 kDa 有(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)(xing)(xing)(xing)炭(tan)顯(xian)(xian)著去除(chu)有(you)(you)機(ji)(ji)(ji)物(wu)，增(zeng)強膜(mo)(mo)(mo)通(tong)(tong)量。