腐殖酸微濾膜污染中界面作用力的定量解析及系統(tǒng)闡釋.pdf

1、膜污染現(xiàn)象是制約微濾技術(shù)發(fā)展的重要因素。雖然微濾膜污染影響因素眾多，污染過程紛繁復(fù)雜，但膜污染的實質(zhì)則在于污染物與膜表面之間的界面相互作用。本研究利用extendedDerjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek(xDLVO)理論對不同pH值條件下腐殖酸微濾膜污染過程中的界面作用力進(jìn)行定量解析，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(xiàn)程度，探究pH值影響腐殖酸微濾膜污染的主控機(jī)制。在

2、對界面作用力進(jìn)行定量解析的基礎(chǔ)上，分別對不同污染條件下腐殖酸微濾膜污染趨勢與界面作用能UTOTmlf(或UTOTflf）之間的線性關(guān)系進(jìn)行定性分析與定量分析，從而更為全面、系統(tǒng)的對xDLVO理論描述腐殖酸微濾膜污染行為的適用性作出評價。
　　研究結(jié)果表明，極性(AB)作用力作為一種微距作用力，對腐殖酸微濾膜污染的貢獻(xiàn)最大且是pH值影響腐殖酸微濾膜污染的主控因素。微濾膜-腐殖酸界面作用能UTOTmlf以及腐殖酸-腐殖酸界面作用能UT

3、OTflf隨著pH值的降低而較小，相同pH值下，疏水性膜-腐殖酸界面作用能＜腐殖酸-腐殖酸界面作用能＜親水性膜-腐殖酸界面作用能。
　　對于疏水性膜與親水性膜，其整個過濾過程中的出水通量均隨著溶液pH值的降低而降低，物理清洗效率同樣隨著pH值的降低而減小，而化學(xué)清洗效率隨著pH值的降低而增大。在過濾初始階段中，界面作用能較小的疏水性膜的出水通量低于親水性膜;而在同為腐殖酸-腐殖酸界面作用能控制的過濾后期階段，疏水性膜的出水通量仍然

4、小于親水性膜。對于疏水性膜，較小的膜-腐殖酸界面作用能使其在初始階段中的通量下降嚴(yán)重于后期階段;對于親水性膜，雖然膜-腐殖酸界面作用能較大，但親水性膜初始階段中的通量下降仍比后期階段中的嚴(yán)重。因此，xDLVO理論可以對不同pH值下腐殖酸微濾膜污染行為變化趨勢做出準(zhǔn)確定性預(yù)測，但在預(yù)測兩種膜以及兩個過濾階段的污染行為時，需要考慮到其他因素影響的顯著程度。
　　不同pH值下疏水性膜與親水性膜在過濾初始階段以及后期階段中的膜污染趨勢與界

5、面作用能之間具有良好的負(fù)線性相關(guān)性，說明xDLVO理論可以有效描述不同pH值下腐殖酸微濾膜污染行為。對于疏水性膜與親水性膜，其初始階段中膜污染趨勢-界面作用能擬合直線斜率值高于后期階段;在同一過濾階段中，疏水性膜的膜污染趨勢-界面作用能擬合直線斜率值要高于親水性膜，但兩種膜擬合直線斜率值的差距明顯小于兩個過濾階段擬合直線斜率值的差距。不同的擬合直線斜率數(shù)值表明，腐殖酸微濾初始階段中膜污染趨勢對界面作用能的敏感度更高，疏水性膜的污染趨勢對