納濾膜對溶解性有機(jī)物的分離及膜通量衰減機(jī)制研究.pdf

1、納濾（NF）是可應(yīng)用于生活污水回用處理和飲用水深度處理的重要工藝之一，然而，膜污染是限制NF膜產(chǎn)業(yè)化和廣泛應(yīng)用的主要瓶頸。本文針對NF分離天然水源水（ReservoirWater，RW）和生活污水二級生化出水（Effluent Water，EfW）過程中由于溶解性有機(jī)物（DOM）造成的不同的膜通量衰減趨勢，通過解析DOM的特征差異，揭示NF膜污染機(jī)理及膜通量衰減機(jī)制，進(jìn)而針對性研究適應(yīng)處理不同 DOM的NF膜分離預(yù)處理技術(shù)，最終確定最佳

2、的緩解或者控制膜通量衰減的NF處理技術(shù)，為其低耗高效運(yùn)行提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
　　研究了不同納濾膜對污染物的截留效果及其膜通量衰減規(guī)律。結(jié)果表明：與NF90-2540膜相比，TW30-1812-50NF膜具有較高的TOC和細(xì)菌總數(shù)去除率，且其膜通量衰減速率較慢。在相同的DOC條件下，NF分離不同水質(zhì)時(shí)污染物的截留效率和膜通量衰減特征具有顯著差異：分離 RW時(shí)比分離 EfW時(shí)具有較高的TOC去除率和較低的膜通量衰減速率，且其出水

3、具有較低的細(xì)菌總數(shù)。
　　在分析了不同水質(zhì)條件下，NF膜中有機(jī)物污染、生物型污染和濃差極化現(xiàn)象對膜通量衰減的影響機(jī)制。結(jié)果表明：DOM濃度及組成和特性是造成有機(jī)物膜污染的主要因素，對于RW，DOM中的大分子有機(jī)物（<100 kDa）是造成膜分離初期膜通量衰減的首要原因，而小分子有機(jī)物（<3 kDa）會促使膜通量在過濾后期急劇下降；相比較而言，EfW中小分子和大分子有機(jī)物在整個(gè)過濾階段均直接影響膜通量衰減速率。不同水質(zhì)中共存金屬離子

4、也是影響膜通量衰減的因素之一， NF過濾實(shí)驗(yàn)表明，共存鈣離子和鋁離子的濃度越大，膜通量衰減速率越嚴(yán)重。生物污染在NF分離EfW過程中較為顯著，其造成的膜表面細(xì)菌總數(shù)比RW的高兩個(gè)數(shù)量級。不同水質(zhì)DOM也會造成NF膜表面濃差極化的差異，二級出水膜表面濃差極化較天然水源水嚴(yán)重。
　　根據(jù)不同水質(zhì)DOM造成的NF膜通量衰減差異，通過解析DOM的分子量分布、親疏水性及組成和含量，揭示了DOM影響NF膜污染機(jī)理。結(jié)果表明：RW中的DOC分子

5、量分布大于100 kDa的占33.2％，小于3 kDa占40.8%，疏水性物質(zhì)含量比親水性物質(zhì)多，且多為富里酸和腐殖酸類物質(zhì)；EfW中的DOC分子量分布以小分子物質(zhì)為主，小于3 kDa的含量占總有機(jī)物的68.2%，親水性物質(zhì)比疏水性物質(zhì)多，主要成分是腐殖酸類物質(zhì)。
　　結(jié)合不同水質(zhì)DOM的特征及其影響NF膜通量衰減規(guī)律，考察了典型預(yù)處理方式，包括砂濾、微濾、混凝沉淀和臭氧氧化，對DOC的去除效果以及緩解 NF膜污染的效應(yīng)。結(jié)果表明