水中天然有机物对超滤膜污染研究_张慧

工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.38No.4Aug.,2007水中天然有机物对超滤膜污染研究摘要:对超滤膜受天然有机物污染的特性进行研究,同时考查无机矿物质成分对污染的协同影响。采用PES平板膜进行膜污染试验,模拟地表水研究腐殖酸以及钙离子的影响并进行了化学清洗试验。研究结果表明,在pH值为7.8,腐殖酸质量浓度为15mg/L,操作压力0.1MPa下,当钙离子浓度为4mmol/L时,膜污染最为严重,10min后膜通量降到起始膜通量的60%以下。先用0.1mol/L的NaOH,再用0.5%的盐酸清洗后,膜通量可恢复至起始膜通量的98%。关键词:超滤;膜污染;腐殖酸;钙离子中图分类号:TQ028;TU991.24文献标识码:A文章编号:1009-2455(2007)04-0098-04FoulingofultrafiltrationmembranebynaturalorganicmattersinwaterZHANGHui,YUHai-qin(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,BeijingJiaoTongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Thecharacteristicsofultrafilitrationmembranefoulingbynaturalorganicmatterswasstudied,thesynergeticeffectofinorganicmineralcompositiononfoulingwasinvestigated.FlatsheetmembranesmadeofPESwasusedintheexperimentofmembranefouling,theinfluencesofhumicacidandcalciumionsonthefoulingwerestudiedusingsimulatedsurfacewater,andthechemicalcleaningwasperformed.Theresultsshowedthat,undertheconditionthat,thepHvaluewas7.8,themassconcentrationofhumicacidwas15mg/L,theoperationpressurewas0.1MPa,themassconcentrationofcalciumionswas4mmol/L,themembranefoulingwasthemostserious,andthemembranefluxdecreasedtobelow60%oftheinitialmembranefluxafter10min.Afterbewashedwith0.1mol/LofNaOHand0.5%ofNaCl,themembranefluxcouldrecoveriedto98%oftheinitialmembraneflux.Keywords:ultrafiltration;membranefouling;humicacid;calciumion张慧,于海琴(北京交通大学土木建筑工程学院,北京100044)天然有机物(NOM)主要是指动植物在自然循环过程中经腐烂分解所产生的大分子有机物。水中天然有机物不仅是造成色度、异臭味、配水管腐蚀和沉淀物的原因,也是目前常规氯化消毒副产物THM的前体物。水中的游离氯与腐殖质作用是生成卤代烃的重要途径,腐殖质极易在水厂加氯过程中形成消毒副产品DBPs和三卤甲烷类致癌物质THMs。几乎所有水中天然有机物都可能在消毒过程中被氯化,其中占溶解态有机物一半左右的腐殖酸是产生THMs最重要的先驱物质。膜分离技术可以有效去除水体中的NOM,减少消毒副产物的产生。但污水处理中,膜技术的关键性问题是膜污染问题。污染是由在膜表面或膜孔内不可逆或者可逆的溶质吸附引起的。对于污染机制,目前认为存在3种关键性的机制:①膜孔窄化;②膜表面的孔堵塞;③由膜截留的物质引起的滤饼。污染分析必须考虑浓差极化的影响,还有溶质与溶质间,溶质与膜之间相互作用的物理化学性。在膜表面或者膜孔内,聚合粒子的迁移沉积、吸附、结晶,生物污染,以及小粒子沉淀都是很重要的考虑因素。溶质的物理化学特性和膜系统的流体动力学对溶质吸附及膜污染也有显著的影响。近年来,越来越多的学者关注天然有机物对膜系统性能的影响。本试验研究的目的是观察天然有收稿日期:2006-10-13;修回日期:2007-04-10·98·机物引起膜污染的复杂现象。特别是,在钙离子浓度增加的情况下,腐殖酸与钙离子对膜污染的协同效应,并且针对这种污染研究相对有效的化学清洗及膜通量恢复的方法。1试验方