附加电场对中空纤维膜污染的减缓作用

中国环境科学2009，29(1)：l～5ChinaEnvironmentalScience附加电场对中空纤维膜污染的减缓作用商冉，邓慧萍‘，赵纯，方火明(同济大学教育部长江水环境重点实验室，上海200092)摘要：通过对新型附加电场的中空纤维膜组件的实验室研究，探讨了电场对缓解微滤膜污染的作用．在恒定流量下过滤含有20mgrL腐殖酸的原水。无电压时．跨膜压力从0．0200MPa上升到0．0300MPa耗时2h，而施加60V电压时该时间段延长至10h．研究表明，原水中的腐殖酸在电场中发生电泳迁移。减少了向膜表面的移动，其对膜的污染被减缓；同对腐殖酸在电场中发生凝聚现象。沉积在膜表面形成疏松的滤饼层。是跨膜压力增加缓慢的另一原因．关键词：微滤膜；电场；膜污染；腐殖酸：电场膜滤中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000-6923(2009)0lq)001删EffectofallelectricfieldOilthefoulingofthehollowfibermicrofiltrationmembrane．SHANGRan，DENGHui-ping。，ZHAOChun，FANGHuo—111ing(KeyLaboratoryofYangtzeRiverAquaticEnvironment,MinistryofEducation，TongjiUniversity,Shanghai20(02，China)．ChinaEnvironmentalScience，2009，29(1)：1-5Abstract：AnewtyDeofelectrichollowfibermembranemodulewasdevelopedforlaboratoryscaleresearch．TheeffectofanelectricfieldonthefoulingprocessofthehollowfibermicrofiltrationmembraneWasinvestigatedinanewtypeofmodule．nletransmembranepressure(TMP)Wasincreasedfrom0．0200t00．0300MPaduringconstantflowfiltrationofrawwatercontaining20mg／Lhumicacid．111etesttook10hoursusingavotageof60Vappliedacrossthemoduleand2hourswhennovoltagewasapplied．Undertheconditionofelectrophoreticmigration，themembranefoulingWasminimized，becausethemotionofhumicacidWasdirectedawayfrommembranesurface．Humicacidaggregatedinallelectricfieldandformedaloosecakelayeronthemembranesurface．whichalSOrelievedmembranefouling．Keywords：microfiltrationmembrane：electricfield：membranefouling：humicacid：electroffltration膜污染是制约膜技术在水处理工艺中应用的瓶颈．国内外研究者开发了各种组合工艺，通过对原水预处理缓解膜污染，主要有混凝一膜、混凝一砂滤一膜、GAC／PAC一膜、臭氧一膜以及加入微生物降解作用的MBR等工艺．然而，水处理中绝大多数的污染物质以及UF／MF膜本身都是带有电荷的，因此，膜分离技术中的电化学作用不可忽视．有研究者提出用直流电场来增加有压力的膜分离效率，并将这种方法称为附加电场膜分离(EF)O-21．EF装置中膜的形式大都为平板膜，2个板状电极分别放置于平板膜的两侧．但是这种电场膜分离还处于实验室研究阶段．主要原因是这种EF组件中只能装填一张平板膜，过滤面积难以提高，过滤效率低．中空纤维膜组件(HFM)具有装填密度高、有效膜表面积比率高、耐高压且不需要支撑材料等优势，因而与平板膜相比，具有更广泛工程应用前景．作者利用中空纤维膜组件和电场膜过滤相结合，设计出一种新型的附加电场的中空纤维膜组件(E-HFM)．通过平行试验，对比有无电场作用时腐殖酸对膜污染程度，观察E—HFM中电场对膜污染控制所起到的效果，探讨电场减缓膜污染发生的主要作用机理．1材料与方法1．1实验材料与装置附加电场的中空纤维膜组件(E—HFM)如图1所示．组件的制作材料与尺寸如下：中心阳极采收稿日期：2008-06-17基金项目：建设部水体污染控制与治理科技重大专项资助项目(