荷電超濾膜對水中天然有機物去除的研究.pdf

1、天然有機物（NOM）已被證實是多種致癌性消毒副產(chǎn)物（DBPs）的前驅物。傳統(tǒng)超濾技術能在較低的驅動壓力下，利用物理篩分原理，實現(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。 本研究通過化學改性的方法得到不同荷電量的荷負電再生纖維素超濾膜，并選取聚醚砜膜作為對比實驗，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。得出主要結論如下： （1）對于采用化學方法改性得到的荷負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的超濾實驗后，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，進而影響荷電超濾過程；離子強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，水中離子強度越大，膜通量下降越嚴重，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的結果，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。 （3）荷電超濾膜去除水中天然有機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際原水時，對膜通量下降的