胞外聚合物(EPS)模擬溶液共混體系的膜污染機理研究.pdf

1、近些年，超濾、微濾技術(shù)廣泛應(yīng)用于各類廢水的處理和回用，顯示出了其優(yōu)勢。膜污染問題仍是限制膜技術(shù)發(fā)展的瓶頸，吸引了大量的研究者注意。目前，胞外聚合物(Extracellar Polymers Substance，EPS)的膜污染研究是膜分離研究領(lǐng)域的熱點之一，但關(guān)于合成高分子聚合物以及鹽類物質(zhì)與EPS共混條件下的膜污染機理的研究相對較少。因此本文用海藻酸鈉(Sodium Algiante，SA)，腐植酸(Humic acid, HA)，牛

2、白蛋白(Bovine Serum Albumn，BSA)按一定的比例配制成模擬EPS溶液并添加了工業(yè)廢水中常見的合成高分子化合物聚乙烯醇(PVA)和常見的鹽類物質(zhì)（如NaCl、CaCl2、AlCl3等），研究模擬EPS與典型高分子聚合物和典型鹽類物質(zhì)共混條件下的膜污染特征和污染機理。
　　 本文分析了各類模擬溶液與共混溶液的粒徑分布與電位變化、膜通量衰減情況，膜阻力的構(gòu)成及其變化特征、膜面接觸角及用線性化的Hermia過濾模型對

3、實驗數(shù)據(jù)進行擬合，探討了膜污染機理和模型;在不同截留分子量的膜和不同操作壓力條件下對溶液進行過濾實驗，分析對比不同因素對膜污染的影響情況;通過SEM、傅里葉紅外光譜等手段對膜面污染物質(zhì)進行了分析和測定。本文主要得到如下結(jié)論:
　　 (1)超濾膜隨著膜截留分子量的減小，截留率逐漸增大。微濾膜的對模擬溶液的截留效果一般，在60％左右。超濾出水的電導(dǎo)率和濁度要明顯低于微濾出水。
　　 (2)在超/微濾膜過濾SA和SA+PVA溶

4、液實驗中，隨著過濾壓力的增加，模擬溶液的初始通量相應(yīng)增大，但最后的穩(wěn)定通量則與壓力變化關(guān)系很小。添加PVA的模擬溶液，通量衰減速度更快，膜污染現(xiàn)象更嚴重。Al3+、Ca2+離子在一定程度上能提高了模擬EPS溶液膜通量，而Na+對膜通量影響很小。
　　 (3)在膜阻力分布研究中發(fā)現(xiàn)，在超/微濾膜過濾SA和SA+PVA溶液過程中，凝膠層阻力最大。在超濾過程中，當(dāng)三類模擬溶液中分別添加Na+和Ca2+后，均是凝膠層阻力所占的比例最大。

5、但溶液中含有Al3+時，凝膠層阻力所占的比例較小。在微濾過程中，當(dāng)Al3+添加到溶液中后，模擬溶液的凝膠層阻力和膜孔堵塞阻力所占的比例基本相同且較高。添加Ca2+的溶液的凝膠層阻力所占比例要高于其它兩種鹽類離子的共混溶液。
　　 (4) Hermia堵塞模型擬合分析發(fā)現(xiàn)，在超濾過濾SA，SA+PVA溶液時，濾餅堵塞模型的擬合度最高。當(dāng)模擬溶液中添加Al3+后，四種堵塞模型的擬合度都不是很高。在微濾過程中，添加Na+的共混溶液濾餅