荷電超濾膜對水中天然有機(jī)物去除的研究.pdf

1、天然有機(jī)物（NOM）已被證實(shí)是多種致癌性消毒副產(chǎn)物（DBPs）的前驅(qū)物。傳統(tǒng)超濾技術(shù)能在較低的驅(qū)動(dòng)壓力下，利用物理篩分原理，實(shí)現(xiàn)對懸浮顆粒、膠體、濁度和微生物的有效去除，成為替代飲用水常規(guī)處理的最佳選擇之一。已有研究表明靜電相互作用直接影響NOM的去除和膜污染情況，一種有效的提高對水中天然有機(jī)物去除和減少膜污染的方法是改變膜的荷電情況。因此選擇合適的超濾膜材料進(jìn)行荷電改性，利用孔徑截留和靜電排斥的協(xié)同作用，對于實(shí)現(xiàn)超濾過程中對NOM的有

2、效去除和降低膜污染，對于提高給水水質(zhì)以及保障人民健康具有十分重要的意義。 本研究通過化學(xué)改性的方法得到不同荷電量的荷負(fù)電再生纖維素超濾膜，并選取聚醚砜膜作為對比實(shí)驗(yàn)，從荷電量、膜材料、截留分子量、溶液環(huán)境以及原水性質(zhì)等方面考察了荷電改性再生纖維素超濾膜對NOM的去除率、膜通量和抗污染能力的影響。得出主要結(jié)論如下： （1）對于采用化學(xué)方法改性得到的荷負(fù)電再生纖維素超濾膜，孔徑截留、靜電相互作用和疏水作用的協(xié)同作用使得荷電改

3、性膜在膜通量、截留率、抗污染等方面具有中性膜所不具備的優(yōu)勢。例如：對于改性48h的RC膜，經(jīng)過4h的超濾實(shí)驗(yàn)后，通量下降 25％，要高于未改性膜32％的通量下降。改性48h的RC膜對于腐殖酸的初始截留率達(dá)到了92％，而未改性膜的初始截留率為59％。 （2）溶液環(huán)境（pH值、離子強(qiáng)度和Ca2+濃度）影響超濾過程中腐殖酸分子以及膜與腐殖酸分子間的靜電相互作用，進(jìn)而影響膜污染狀況和去除效果。其中pH值主要通過質(zhì)子化作用改變荷電膜以及腐

4、殖酸分子的荷電量，進(jìn)而影響荷電超濾過程；離子強(qiáng)度的改變是通過影響腐殖酸分子的物化性質(zhì)和靜電屏蔽作用而影響超濾過程的，水中離子強(qiáng)度越大，膜通量下降越嚴(yán)重，截留率越低；Ca2+濃度對超濾過程膜的影響不僅僅是靜電效應(yīng)的結(jié)果，也與較高濃度的Ca2+溶液環(huán)境中形成的濾餅層疏松情況有關(guān)。 （3）荷電超濾膜去除水中天然有機(jī)物過程中受到原水性質(zhì)和膜性質(zhì)等多種因素影響。相對于未改性再生纖維素膜，荷電改性的再生纖維素膜過濾實(shí)際原水時(shí)，對膜通量下降的