xDLVO理論解析混凝預(yù)處理對葡聚糖超濾膜污染的影響機理.pdf

1、膜污染現(xiàn)象是制約超濾技術(shù)發(fā)展的重要因素?；炷夹g(shù)作為一種預(yù)處理措施，被應(yīng)用到膜分離技術(shù)中來減緩膜污染。本研究運用XDLVO(extendedDerj aguin-Landau-Verwey-Overbeek)理論定量解析在不同聚合氯化鋁(PACl)或Ca2+濃度條件下葡聚糖超濾膜污染中的界面相互作用，評價不同界面作用力（范德華作用力、雙電層作用力以及極性作用力）對膜污染的貢獻程度，探究混凝預(yù)處理中絮凝劑濃度、Ca2+濃度和pH影響葡聚糖

2、超濾膜污染的主控機制。在對界面作用力進行定量解析的基礎(chǔ)上，分別對不同實驗條件下葡聚糖膜污染趨勢與界面作用能之間的線性關(guān)系進行定性分析與定量解析，從而更為全面、系統(tǒng)的對xDLVO理論描述葡聚糖預(yù)混凝-超濾膜污染行為的適用性做出評價。
　　結(jié)果表明，在所有實驗條件下，AB作用是影響膜污染趨勢的主要因素。葡聚糖預(yù)混凝-超濾膜污染過程中的超濾膜-葡聚糖和葡聚糖-葡聚糖界面相互作用力隨著絮凝劑濃度和鈣離子濃度呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律。當絮凝劑濃度

3、逐漸升高時，超濾膜-葡聚糖和葡聚糖-葡聚糖界面相互作用能按照6＞9＞3＞0mg/l PACl的順序依次降低;當溶液中有鈣離子存在時，界面自由能有所下降，且隨著鈣離子濃度的升高進一步降低;在pH為7時，界面作用能最大，酸性和堿性環(huán)境下有所降低。PACl、Ca2+和pH主要通過降低AB作用的排斥性或增強吸引性來影響膜污染趨勢，同時預(yù)混凝過程會顯著增大污染物粒徑，進而使界面自由能的絕對值增大。膜過濾初始和后期階段的相對膜通量下降量分別與膜和污

4、染物以及污染物之間的界面作用能有較強的線性相關(guān)性，證明XDLVO理論對預(yù)測混凝預(yù)處理-超濾過程中的膜污染趨勢有較高的適用性。
　　絮凝劑濃度、Ca2+濃度和pH對葡聚糖預(yù)混凝-超濾膜污染行為具有重要的影響。隨著絮凝劑PACl濃度的升高，相對通量呈現(xiàn)先遞增后遞減的趨勢，且在PACl濃度為6mg/l時，相對通量達到最大。而隨著Ca2+濃度的升高，PES膜葡聚糖超濾過程中的相對通量逐漸降低。在pH為7時，膜污染最輕，酸性和堿性環(huán)境下有所

5、加重。不同絮凝劑濃度以及鈣離子濃度條件下，PES膜過濾初始階段和后期階段中的膜污染趨勢分別與超濾膜-葡聚糖和葡聚糖-葡聚糖界面相互作用能具有良好的負線性相關(guān)性。因此xDLVO理論適用于描述不同絮凝劑濃度、Ca2+濃度和pH條件下的膜污染趨勢。
　　不同絮凝劑濃度、Ca2+濃度和pH對整個超濾過程中膜污染行為的影響主要是通過改變極性作用力來實現(xiàn)的。葡聚糖為親水性中性物質(zhì)，表面zeta電位趨于0，因此靜電作用能對膜污染趨勢的影響很小。