不同组分的有机物对膜通量的影响

摘要

膜过滤在饮用水处理中所遇到的最重要的问题是膜污染，膜污染会引起通量下降或膜压差上升，导致运行费用和制水成本增加。天然有机物是导致膜污染的最主要因素。因此，深入了解有机物的特性对膜污染的影响成为研究的重点。本论文系统地研究了自来水与阳澄湖水原水、强疏水性、弱疏水性、中性亲水性、极性亲水性有机物对膜过滤通量的影响，并对粉末活性炭预处理工艺防止超滤膜通量下降的效果及作用机理进行了较为深入的研究。研究结果表明： 1．本论文采用自来水与阳澄湖水原水、强疏水性、弱疏水性、中性亲水性、极性亲水性有机物对PVDF15W膜进行膜过滤试验，发现自来水中各组分有机物膜比通量衰减程度从大到小依次为：中性亲水性＞原水(经0.45μm膜滤)＞强疏水性≈极性亲水性＞弱疏水性，而阳澄湖水中各组分有机物膜比通量衰减程度从大到小依次为：中性亲水性＞原水(经0.45μm膜滤)≈强疏水性＞极性亲水性＞弱疏水性。说明中性亲水性有机物是对膜通量下降影响最大的有机物组分。 2．本论文采用PVF15W、PES10W、CA0.1um、PES3W四种不同膜材质进行膜过滤试验。发现自来水中原水与中性亲水性组分对4种材质膜通量的影响较大，膜通量下降顺序为：PES10W＞PVDF15W＞CA0.1um＞PES3W。自来水中强疏水性、弱疏水性以及极性亲水性组分对膜通量的影响较小，膜通量下降顺序为：PVDF15W＞PES10W＞CA0.1um＞PES3W。表明疏水性越强的膜越容易受到有机物的污染，膜通量下降的越严重。而阳澄湖水中原水、中性亲水性、强疏水性组分对对4种材质膜通量的影响较大，原水4种膜材质膜通量下降顺序为：CA0.1 um＞PVDF15W＞PES10W＞PES3W，中性亲水性与强疏水性有机物组分4种膜材质膜通量下降顺序为：CA0.1um＞PVDF15W＞PES10W＞PES3W。弱疏水性与极性亲水性水性有机物对膜通量的影响较小，4种膜材质膜通量下降顺序为：CA0.1um＞PVDF15W＞PES10W＞PES3W。 3．本论文对自来水与阳澄湖水原水、强疏水性、弱疏水性、中性亲水性、极性亲水性有机物分别进行粉末活性炭吸附试验发现，自来水原水、中性亲水性与阳澄湖原水、中性亲水性、强疏水性有机物组分经粉末活性炭处理后，可以提高过滤初期膜比通量，但并不能减缓膜通量的下降程度。虽然粉末炭能有效去除溶解性有机物，但是对膜通量的改善却没有效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1饮用水的膜分离技术

1.1.1膜分离技术饮用水中的应用现状

1.1.2膜分离技术的优越性与存在的问题

1.2膜通量的下降规律与机理研究现状

1.2.1膜通量下降的机理研究

1.2.2有机物对膜通量下降的影响研究

1.2.3无机物对膜通量下降的影响研究

1.3粉末活性炭预处理工艺对膜通量的影响

1.4小结

第2章研究目的、内容、方法和检测指标

2.1研究目的和内容

2.2研究方法

2.2.1试验水源

2.2.2有机物亲疏水性的分离

2.2.3膜过滤实验装置

2.2.4有机物分子量分布的测定

2.3检测指标

第3章不同组分的有机物对膜通量下降的影响

3.1不同亲疏水性有机物的特性研究

3.1.1不同原水中有机物亲疏水性的分布

3.1.2不同组分有机物的分子量分布

3.1.3各组分有机物的荧光特性

3.2不同组分有机物对同一种膜材质膜通量的影响

3.2.1过滤水样的准备

3.2.2 PVDF15W膜过滤不同组分有机物的膜通量变化

3.2.3 PVDF15W膜对各组分有机物的去除情况

3.3不同有机物组分膜过滤前后相对分子量分布

3.4超滤膜远红外光谱图分析

3.5结论

第4章不同膜材质膜对膜通量的影响

4.1试验装置及方法

4.1.1试验材料及装置

4.1.2试验方法

4.2不同膜材质对膜通量的影响

4.2.1 不同有机物组分过不同材质膜后水样通量变化情况

4.2.2不同膜材质膜对不同组分有机物的去除情况

4.2.3经膜滤后各有机物组分对膜通量的影响

4.3 不同有机物组分过不同材质膜后分子量分布变化

4.4结论

第5章粉末活性炭预处理对膜通量的影响

5.1试验装置及方法

5.1.1 原水水质

5.1.2粉末活性炭吸附试验

5.2试验结果与分析

5.2.1粉末炭预处理改善通量的效果

5.2.2粉末活性炭对有机物各组分的处理效果

5.2.3粉末炭预处理后膜对有机物各组分的截留效果

5.2.4粉末炭预处理后有机物各组分分子量分布情况

5.2.5粉末炭预处理后膜过滤后膜片远红外分析

5.3结论

第6章结论与建议

6.1 结论

6.2建议

致谢

参考文献

作者简介 在读期间发表的学术论文与研究成果