基于制備性分級(jí)的溶解天然有機(jī)物膜污染行為研究.pdf

1、天然有機(jī)物(NOMs，Natural Organic Matters)是自然水體中有機(jī)物的總稱，具有來源廣泛、組成復(fù)雜、性質(zhì)不確定等特點(diǎn)。靜態(tài)水體（如水庫(kù)）NOMs不僅會(huì)惡化水的色、嗅、味等感官特征，還參與生成多種對(duì)人體具有潛在威脅的消毒副產(chǎn)物。NOMs還會(huì)對(duì)目前在飲用水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的超濾膜造成嚴(yán)重的膜污染，影響飲用水的生產(chǎn)效率。由于NOMs性質(zhì)的不確定性以及預(yù)處理技術(shù)對(duì)不同性質(zhì)的NOMs組分去除效果的區(qū)別性，將NOMs根據(jù)物化性質(zhì)

2、分級(jí)并掌握其不同組分的膜污染性質(zhì)，對(duì)為超濾膜工藝選擇適合的預(yù)處理技術(shù)從而去除其中造成嚴(yán)重膜污染的組分具有非常重要的意義。
　　本研究選取天津工業(yè)大學(xué)校園景觀湖泊中溶解性NOMs作為研究對(duì)象，將原水NOMs按照分子量和親疏水性制備性分級(jí)分為大于3kDa分子量疏水堿性(＞3kDaHoB)、疏水酸性(＞3kDaHoA)、親水性(＞3kDaHiM)和小于3kDa分子量疏水堿性(＜3kDaHoB)、疏水酸性(＜3kDaHoA)、親水性(＜3

3、kDaHiM)六種組分，并將制備出的六種組分溶液分別進(jìn)行超濾膜污染實(shí)驗(yàn)，以研究不同物理性質(zhì)NOMs組分的膜污染行為特征。并考察混凝、粉末活性炭和磁性陰離子樹脂(MIEX(R))三種膜前預(yù)處理技術(shù)對(duì)不同組分NOMs溶液的處理效果，及其預(yù)處理對(duì)超濾膜污染的影響。
　　膜污染實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，＞3kDaHiM組分能被超濾膜(MWCO=50kDa)有效截留并在膜表面形成密實(shí)的濾餅層，導(dǎo)致最大過濾通量下降;HoAs和HoBs的膜污染效果隨分子量

4、的變化趨勢(shì)相反:＞3kDaHoA組分造成的疏松濾餅層使其對(duì)膜通量的衰減作用并不明顯，而＜3kDaHoA組分則因嚴(yán)重的膜孔內(nèi)堵塞和濃差極化效應(yīng)造成阻力升高;嚴(yán)重的濃差極化效應(yīng)和密實(shí)濾餅層同樣在＞3kDaHoB的污染過程中起到較大作用;＜3kDaHoB引發(fā)膜污染的程度明顯弱于對(duì)應(yīng)的大分子組分;＜3kDaHiM則沒有對(duì)超濾膜造成明顯的污染。三種對(duì)膜造成嚴(yán)重污染的組分分別是（按污染效應(yīng)從高到低排列）:＞3kDaHiM、＜3kDaHoA和＞3kD

5、aHoB。
　　預(yù)處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混凝預(yù)處理方式對(duì)膜污染的減輕作用主要對(duì)大分子NOMs組分去除（＞3kDaHoB大于60％，＞3kDaHiM大于50％）;PAC減輕UF膜NOMs污染的主要原因是＞3kDaHoB組分＞60％的去除率和＞3kDaHiM組分穩(wěn)定在50％左右的去除率;MIEX(R)改善UF膜NOMs污染的主要途徑是對(duì)＜3kDaHoANOMs＞60％去除率。對(duì)于嚴(yán)重污染膜的三種NOMs組分，整體去除效果排序?yàn)榉勰┗钚蕴浚?/p>