活性炭對微濾膜的影響

　　活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)附對微濾(lv)膜(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)(de)影響。結果表(biao)明，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭預處理(li)為10-200 mg / L 在劑量(liang)下，溶解(jie)有機(ji)(ji)碳(DOC)和254 nm紫外吸(xi)收光譜(UV 254)都能提供高有機(ji)(ji)物去(qu)除(chu)率。通過(guo)MF隨著活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)附有機(ji)(ji)物的(de)(de)(de)(de)增加，膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)去(qu)除(chu)效(xiao)率降低。主要去(qu)除(chu)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭約3kDa有機(ji)(ji)物質的(de)(de)(de)(de)分子量(liang)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭吸(xi)附后(hou)，膜(mo)(mo)在膜(mo)(mo)上(shang)保持超(chao)過(guo)5kDa有機(ji)(ji)物質。膜(mo)(mo)過(guo)濾(lv)結果表(biao)明，無(wu)論活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭劑量(liang)如何，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)(de)預處理(li)都略微促(cu)進膜(mo)(mo)通量(liang)。似乎有機(ji)(ji)污(wu)垢膜(mo)(mo)集中在3以上(shang)kDa的(de)(de)(de)(de)微濾(lv)膜(mo)(mo)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭去(qu)除(chu)明顯小(xiao)(xiao)于33kDa 微濾(lv)膜(mo)(mo)有機(ji)(ji)物超(chao)過(guo)3種kDa有機(ji)(ji)物質的(de)(de)(de)(de)影響較小(xiao)(xiao)。因此，活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)炭不能減少膜(mo)(mo)污(wu)染。

　　膜污(wu)染是(shi)水處理的重要問題(ti)之一。膜結垢(gou)導致膜通(tong)量降低和性能差。一些研(yan)究表明(ming)，天然有機物(NOM)負責炭(tan)吸附是(shi)飲用(yong)水中負責微濾膜污(wu)染或(huo)垢(gou)。活性炭(tan)吸附是(shi)減(jian)少(shao)有機物污(wu)染膜的好選擇。

　　活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)廣泛用(yong)作水(shui)處理中的(de)(de)吸(xi)收劑。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)具有(you)(you)(you)良好的(de)(de)天(tian)然(ran)有(you)(you)(you)機(ji)物吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)，因此采用(yong)預處理，減少膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)污染，提(ti)(ti)高(gao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。然(ran)而，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)對提(ti)(ti)高(gao)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)效率(lv)有(you)(you)(you)不同的(de)(de)結論。一些研究表(biao)明(ming)(ming)，當(dang)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)保持膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)面時，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)可以增(zeng)強(qiang)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)量(liang) 。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)懸浮在活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)/超(chao)濾(lv)系統中的(de)(de)作用(yong)是(shi)吸(xi)收低分子(zi)腐殖酸(HA)。膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)提(ti)(ti)供(gong)物理屏障，防止活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)通(tong)過，從而保留吸(xi)附(fu)在活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)上(shang)的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)化(hua)合物。發(fa)現(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)可能(neng)(neng)導致更大的(de)(de)絮凝顆粒(li)，并通(tong)過預處理活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)來(lai)減少每個過濾(lv)周(zhou)期(qi)的(de)(de)可逆(ni)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)TMP增(zeng)加(jia)。研究天(tian)然(ran)有(you)(you)(you)機(ji)物在耦合超(chao)細活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)/微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)過程中的(de)(de)作用(yong)表(biao)明(ming)(ming)，天(tian)然(ran)有(you)(you)(you)機(ji)物被證明(ming)(ming)是(shi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)污染和超(chao)細活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)主要原因，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)實際上(shang)比單獨的(de)(de)天(tian)然(ran)有(you)(you)(you)機(ji)物減少了結垢。然(ran)而，一些研究人員報(bao)告說，活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)存在會加(jia)重膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)污染或不影(ying)響膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)通(tong)量(liang)。 在反洗水(shui)中發(fa)現(xian)活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)顆粒(li)，因為(wei)它們可能(neng)(neng)在污垢層的(de)(de)生長(chang)過程中積(ji)累。活(huo)(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭(tan)既不促進也不控(kong)制膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)可逆(ni)結垢。

　　活性(xing)炭(tan)(tan)用(yong)(yong)于處(chu)理微(wei)濾(lv)膜(mo)前(qian)的(de)預(yu)處(chu)理和地表(biao)水(shui)。實驗的(de)主要(yao)目的(de)是研究活性(xing)炭(tan)(tan)對(dui)膜(mo)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)(ying)響，特別關注活性(xing)炭(tan)(tan)微(wei)濾(lv)膜(mo)工藝對(dui)有機物去除率和膜(mo)通(tong)量的(de)影(ying)(ying)響。木質活性(xing)炭(tan)(tan)。粒度(du)分(fen)布為：>74μm-71%，>44μm-95%。使(shi)用(yong)(yong)前(qian)，加(jia)入(ru)少量去離子(zi)水(shui)均(jun)勻化活性(xing)炭(tan)(tan)。在原水(shui)中加(jia)入(ru)10、50、100、200mg / L特殊活性(xing)炭(tan)(tan)劑量。本實驗采用(yong)(yong)黃浦江地表(biao)水(shui)。在水(shui)樣中加(jia)入(ru)活性(xing)炭(tan)(tan)100rpm快速攪拌30分(fen)鐘(zhong)1分(fen)鐘(zhong)，攪拌30分(fen)鐘(zhong)rpm緩慢混合，然后(hou)用(yong)(yong)0.45μm過(guo)濾(lv)器過(guo)濾(lv)水(shui)樣品。以下膜(mo)過(guo)濾(lv)用(yong)(yong)過(guo)濾(lv)水(shui)樣品。

　　溶解有(you)機碳(tan)和(he)活(huo)性炭和(he)微(wei)濾過(guo)程UV254去除(chu)率

　　活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)和(he)UV如圖所示，254的效率。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)溶(rong)(rong)解有機碳(tan)(tan)(tan)去(qu)除(chu)率較高(gao)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑量為10-2000 mg / L當溶(rong)(rong)解有機碳(tan)(tan)(tan)的去(qu)除(chu)率從(cong)(cong)3開始.0%提(ti)高(gao)到(dao)59.8%。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)后，微(wei)(wei)濾膜(mo)過(guo)濾水樣，溶(rong)(rong)解有機碳(tan)(tan)(tan)從(cong)(cong)21中去(qu)除(chu)滲透物.1%穩(wen)定增加(jia)(jia)到(dao)62.2%。然而，隨著活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)劑量的增加(jia)(jia)，微(wei)(wei)濾膜(mo)溶(rong)(rong)解有機碳(tan)(tan)(tan)去(qu)除(chu)量略有增加(jia)(jia)。

　　與溶解有(you)(you)(you)機(ji)碳相(xiang)比(bi)，UV254去除率(lv)(lv)高。隨著活(huo)性(xing)炭劑量從100開始mg / L增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)200mg / L，超濾吸收去除率(lv)(lv)為(wei)10.1%增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)70.3%。與微(wei)(wei)濾過濾后溶解有(you)(you)(you)機(ji)碳去除率(lv)(lv)相(xiang)似，活(huo)性(xing)炭用(yong)量越高，微(wei)(wei)濾膜(mo)(mo)去除UV254越低。可(ke)(ke)溶解有(you)(you)(you)機(ji)碳和活(huo)性(xing)炭UV254去除率(lv)(lv)高，活(huo)性(xing)炭含量高，膜(mo)(mo)可(ke)(ke)去除殘留有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)。

　　在上述研(yan)究中(zhong)，活(huo)性(xing)炭具有(you)較高的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)物去除率。然(ran)而，即(ji)使在200年mg / L活(huo)性(xing)炭高的(de)(de)劑量下，活(huo)性(xing)炭不能改(gai)善膜通量。原水有(you)機(ji)(ji)質(zhi)的(de)(de)微(wei)濾濃度為(wei)2-7kDa，特別是(shi)3-5kDa。活(huo)性(xing)炭吸附(fu)的(de)(de)有(you)機(ji)(ji)物濃度約(yue)為(wei)3kDa 水中(zhong)有(you)機(ji)(ji)物分子量。顯然(ran)，活(huo)性(xing)炭對水中(zhong)有(you)機(ji)(ji)物分子物質(zhi)影響不大。

　　微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)過(guo)濾(lv)后原(yuan)水(shui)(shui)(shui)的疏(shu)水(shui)(shui)(shui)性/親(qin)水(shui)(shui)(shui)性變(bian)化如圖(tu)6所示。可見，微(wei)(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)主要(yao)去除疏(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)。圖(tu)7顯(xian)(xian)示了原(yuan)水(shui)(shui)(shui)中不(bu)同水(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)分(fen)子量(liang)的疏(shu)水(shui)(shui)(shui)性/親(qin)水(shui)(shui)(shui)性變(bian)化。膜(mo)(mo)(mo)過(guo)濾(lv)后，疏(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)質的比(bi)例明顯(xian)(xian)下(xia)降，特別是(shi)2-7 kDa 有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)。相比(bi)之下(xia)，親(qin)水(shui)(shui)(shui)性有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)的比(bi)例顯(xian)(xian)著增(zeng)加(jia)。本研究采用親(qin)水(shui)(shui)(shui)性PVDF膜(mo)(mo)(mo)。因(yin)此，疏(shu)水(shui)(shui)(shui)物(wu)質不(bu)能通過(guo)膜(mo)(mo)(mo)并停留(liu)在膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面。親(qin)水(shui)(shui)(shui)性有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)容(rong)易通過(guo)膜(mo)(mo)(mo)，然后親(qin)水(shui)(shui)(shui)性有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)在滲透(tou)物(wu)中的比(bi)例顯(xian)(xian)著增(zeng)加(jia)。膜(mo)(mo)(mo)有(you)(you)機(ji)(ji)污染物(wu)似乎(hu)是(shi)2-7kDa 疏(shu)水(shui)(shui)(shui)有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)是(shi)重點。活性炭(tan)僅部(bu)分(fen)吸附(fu)2-7 kDa 有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)，輕微(wei)(wei)促進膜(mo)(mo)(mo)污染。這是(shi)因(yin)為(wei)活性炭(tan)顯(xian)(xian)著去除有(you)(you)機(ji)(ji)物(wu)，增(zeng)強膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)。