颗粒物对混凝过程及超滤膜污染的影响

摘要

以nm-SiO_(2)和μm-SiO_(2)体系为研究对象,使用3种不同Al形态的混凝剂(AlCl_(3)、Al1_(3)和Al_(30))进行混凝-超滤实验,考察不同pH值下SiO_(2)去除率、出水余Al及混凝预处理对膜通量的影响,借助马尔文激光粒度仪、SEM、BET和AFM表征絮体性质及在超滤膜表面的分布和作用力.结果表明,nm-SiO_(2)体系中SiO_(2)去除率均低于μm-SiO_(2)体系,在纳米颗粒物体系中投加混凝剂后膜通量从0.68分别提升至0.96(AlCl_(3))、0.86(Al_(13))和0.87(Al_(30)),微米颗粒物体系中投加3种混凝剂后膜通量从0.79提升至0.80~0.84.微米级颗粒物是颗粒间的碰撞,纳米级颗粒物主要以团聚态的形式碰撞.低聚态铝(Al_(a))和颗粒物形成絮体的粒径均大于150μm,体系zeta电位为负与膜表面产生斥力;在中性条件下Al_(13)与颗粒物形成絮体的强度因子远高于AlCl_(3)和Al_(30),中聚态铝(Al_(b))将膜孔内部较小颗粒物堵塞形成的不可逆膜污染转移成膜孔表面的可逆膜污染;高聚态铝(Al_(c))具有较强吸附架桥和网捕卷扫能力,无定形、不规则的团聚态小颗粒在这一过程中形成较大絮体缓解膜污染.