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回答超濾膜污染影響要素
作者：admin 發(fā)布日期：2020-06-11 03:24:12
影響膜污染的要素許多，不同的膜原料，不同的水源水質(zhì)對膜構(gòu)成的污染狀況各異，對原水采納不同的預(yù)處理辦法也會對膜的污染發(fā)生不同的影響。
膜自身特性影響要素
膜的親水性和疏水性
使用親水性醋酸纖維素(CA)膜和疏水性聚醚砜(PES)膜過濾地表水，成果發(fā)現(xiàn)親水性CA 膜對原水中的有機(jī)物吸附才能很低，而疏水性的PES 膜對有機(jī)物有顯著的吸附。與疏水性的PES 膜比較，親水性的CA 膜通量經(jīng)過反洗很簡單康復(fù)。
膜的孔徑
澳大利亞的A I Schafer 等研討了膜孔徑與膜污染的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)膜孔徑與污染物粒徑之比對膜的影響嚴(yán)峻。當(dāng)污染物粒徑小于膜孔徑時，污染物會吸附在膜孔徑內(nèi)部，構(gòu)成膜孔阻塞;反之，污染物則會在膜外表構(gòu)成污染層;污染物粒徑與膜孔徑挨近時，膜通量的下降較為顯著[8]。開端的膜污染會使膜孔徑減小，進(jìn)步膜對污染物的去除率，跟著膜污染的加重，污染物會在膜外表構(gòu)成濾餅層，而且濾餅層的比阻與膜孔徑呈反比聯(lián)系。
膜的外表功能
雙電層存在于固體和液體的交界處，它取決于固體資料的化學(xué)性質(zhì)。幾種理論解說了膜外表的電化學(xué)功能，包含官能團(tuán)的解吸，從溶液中吸附離子，在固液交界處的電荷分布不同于溶液本體等。GCSG模型描繪了電荷分布。
污染水質(zhì)影響要素
有機(jī)物
超濾膜在過濾地表水過程中，有機(jī)物在膜的污染過程中扮演首要人物，其可導(dǎo)致膜孔徑的窄化，濾餅層的構(gòu)成，然后導(dǎo)致通量的下降。等研討發(fā)現(xiàn)，原水中的有機(jī)物并不是一概吸附在膜上發(fā)生不可逆污染，發(fā)生不可逆污染首要是因?yàn)轭惗嗵堑挠袡C(jī)物發(fā)生的，這些有機(jī)物具有很大的親和力，優(yōu)先吸附在膜上。它不光被吸附在膜外表上，而且也會在膜孔徑中集合，這些可能發(fā)生在膜開端運(yùn)轉(zhuǎn)的前幾分鐘之內(nèi)，而且膜孔中吸收小的顆粒發(fā)生的阻力遠(yuǎn)大于濾餅層過濾構(gòu)成的阻力。
無機(jī)物
無機(jī)物的污染首要是因?yàn)闊o機(jī)物與有機(jī)物之間的協(xié)同效果發(fā)生的。在鈣存在的狀況下膜污染添加， 首要是Ca2+ 與NOM 形Ca2+-NOM 化合物，發(fā)生高度緊縮的濾餅層，導(dǎo)致通量急劇下降。研討發(fā)現(xiàn)，在用酸清洗被污染的膜后，有很多的鐵和錳開釋出來，這說明在某些特定的程度上鐵和錳可以發(fā)生不可逆污染;鋁和鈣在發(fā)生可逆污染過程中不重要。
pH
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出，膠體NOM 引起的通量下降與pH 無關(guān)，而研討發(fā)現(xiàn)，在較低的pH 下通量顯著下降，歸因于NOM 大分子電荷的削減。一起B(yǎng) Z Dong 指出，下降pH 可以下降NOM 的尺度，促進(jìn)其在膜上的吸附，成果發(fā)生顯著的污染。當(dāng)絮凝作為預(yù)處理時，下降pH 可以進(jìn)步NOM 的去除率，削減進(jìn)水NOM 的濃度，可以緩解膜污染。
藻類
使用微囊藻作為研討目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)中使用10 μm 的硅顆粒(質(zhì)量濃度為50 mg·L-1)去除水中的小顆粒物質(zhì)，成果硅的顆粒不可以有效地充任次級膜阻撓藻類的污染。當(dāng)一起過濾藻類和NOM 時與獨(dú)自過濾藻類或NOM 比較，則發(fā)生更大的通量下降。首要是因?yàn)槟た讖捷^小，沉積在膜的外表，細(xì)胞接觸到膜便開端開釋分泌物，發(fā)生胞外聚合物。這些胞外聚合物與硅顆粒協(xié)同效果構(gòu)成密實(shí)且具有較小孔徑的次級膜，進(jìn)一步阻撓較小的顆粒經(jīng)過膜孔。
其它
細(xì)菌(包含鐵細(xì)菌、硫酸鹽復(fù)原菌等)水中的細(xì)菌在膜外表繁衍，將會嚴(yán)峻縮短膜的壽數(shù)。粘土和泥沙的粒徑一般小于5 μm ，在過濾過程中集合在膜外表，構(gòu)成濾餅層使膜通量下降。
在混凝/UF 過程中，跨膜壓差一方面影響絮體在膜組件中的形狀，另一方面影響濾餅層的多孔性[20]。較高的跨膜壓差可以發(fā)生較密實(shí)的濾餅層，會添加濾餅層的比阻;過濾時刻影響濾餅層的厚度，跟著過濾時刻的延伸，濾餅層的逐步變厚，然后影響膜的滲透性。所以，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要根據(jù)實(shí)在的狀況來權(quán)衡跨膜壓差，過濾時刻與膜污染速率之間的聯(lián)系。
膜自身特性影響要素
膜的親水性和疏水性
使用親水性醋酸纖維素(CA)膜和疏水性聚醚砜(PES)膜過濾地表水，成果發(fā)現(xiàn)親水性CA 膜對原水中的有機(jī)物吸附才能很低，而疏水性的PES 膜對有機(jī)物有顯著的吸附。與疏水性的PES 膜比較，親水性的CA 膜通量經(jīng)過反洗很簡單康復(fù)。
膜的孔徑
澳大利亞的A I Schafer 等研討了膜孔徑與膜污染的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)膜孔徑與污染物粒徑之比對膜的影響嚴(yán)峻。當(dāng)污染物粒徑小于膜孔徑時，污染物會吸附在膜孔徑內(nèi)部，構(gòu)成膜孔阻塞;反之，污染物則會在膜外表構(gòu)成污染層;污染物粒徑與膜孔徑挨近時，膜通量的下降較為顯著[8]。開端的膜污染會使膜孔徑減小，進(jìn)步膜對污染物的去除率，跟著膜污染的加重，污染物會在膜外表構(gòu)成濾餅層，而且濾餅層的比阻與膜孔徑呈反比聯(lián)系。
膜的外表功能
雙電層存在于固體和液體的交界處，它取決于固體資料的化學(xué)性質(zhì)。幾種理論解說了膜外表的電化學(xué)功能，包含官能團(tuán)的解吸，從溶液中吸附離子，在固液交界處的電荷分布不同于溶液本體等。GCSG模型描繪了電荷分布。
污染水質(zhì)影響要素
有機(jī)物
超濾膜在過濾地表水過程中，有機(jī)物在膜的污染過程中扮演首要人物，其可導(dǎo)致膜孔徑的窄化，濾餅層的構(gòu)成，然后導(dǎo)致通量的下降。等研討發(fā)現(xiàn)，原水中的有機(jī)物并不是一概吸附在膜上發(fā)生不可逆污染，發(fā)生不可逆污染首要是因?yàn)轭惗嗵堑挠袡C(jī)物發(fā)生的，這些有機(jī)物具有很大的親和力，優(yōu)先吸附在膜上。它不光被吸附在膜外表上，而且也會在膜孔徑中集合，這些可能發(fā)生在膜開端運(yùn)轉(zhuǎn)的前幾分鐘之內(nèi)，而且膜孔中吸收小的顆粒發(fā)生的阻力遠(yuǎn)大于濾餅層過濾構(gòu)成的阻力。
無機(jī)物
無機(jī)物的污染首要是因?yàn)闊o機(jī)物與有機(jī)物之間的協(xié)同效果發(fā)生的。在鈣存在的狀況下膜污染添加， 首要是Ca2+ 與NOM 形Ca2+-NOM 化合物，發(fā)生高度緊縮的濾餅層，導(dǎo)致通量急劇下降。研討發(fā)現(xiàn)，在用酸清洗被污染的膜后，有很多的鐵和錳開釋出來，這說明在某些特定的程度上鐵和錳可以發(fā)生不可逆污染;鋁和鈣在發(fā)生可逆污染過程中不重要。
pH
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出，膠體NOM 引起的通量下降與pH 無關(guān)，而研討發(fā)現(xiàn)，在較低的pH 下通量顯著下降，歸因于NOM 大分子電荷的削減。一起B(yǎng) Z Dong 指出，下降pH 可以下降NOM 的尺度，促進(jìn)其在膜上的吸附，成果發(fā)生顯著的污染。當(dāng)絮凝作為預(yù)處理時，下降pH 可以進(jìn)步NOM 的去除率，削減進(jìn)水NOM 的濃度，可以緩解膜污染。
藻類
使用微囊藻作為研討目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)中使用10 μm 的硅顆粒(質(zhì)量濃度為50 mg·L-1)去除水中的小顆粒物質(zhì)，成果硅的顆粒不可以有效地充任次級膜阻撓藻類的污染。當(dāng)一起過濾藻類和NOM 時與獨(dú)自過濾藻類或NOM 比較，則發(fā)生更大的通量下降。首要是因?yàn)槟た讖捷^小，沉積在膜的外表，細(xì)胞接觸到膜便開端開釋分泌物，發(fā)生胞外聚合物。這些胞外聚合物與硅顆粒協(xié)同效果構(gòu)成密實(shí)且具有較小孔徑的次級膜，進(jìn)一步阻撓較小的顆粒經(jīng)過膜孔。
其它
細(xì)菌(包含鐵細(xì)菌、硫酸鹽復(fù)原菌等)水中的細(xì)菌在膜外表繁衍，將會嚴(yán)峻縮短膜的壽數(shù)。粘土和泥沙的粒徑一般小于5 μm ，在過濾過程中集合在膜外表，構(gòu)成濾餅層使膜通量下降。
在混凝/UF 過程中，跨膜壓差一方面影響絮體在膜組件中的形狀，另一方面影響濾餅層的多孔性[20]。較高的跨膜壓差可以發(fā)生較密實(shí)的濾餅層，會添加濾餅層的比阻;過濾時刻影響濾餅層的厚度，跟著過濾時刻的延伸，濾餅層的逐步變厚，然后影響膜的滲透性。所以，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要根據(jù)實(shí)在的狀況來權(quán)衡跨膜壓差，過濾時刻與膜污染速率之間的聯(lián)系。
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