甜菜碱接枝复合膜在FOMBR中的膜污染研究

摘要

正渗透膜生物反应器(FOMBR)凭借其比传统膜生物反应器(MBR)更好的出水水质、更低的工艺能耗以及更小的膜污染趋势,受到越来越多的关注。然而,无法避免的膜污染仍是制约FOMBR推广应用的关键问题。为此,采用典型两性离子聚合物——聚磺酸甜菜碱(pSBMA)对FOMBR中常用的聚酰胺复合膜(TFC膜)进行抗污染改性。研究表明,pSBMA在膜表面的接枝形成了一层较为致密的聚合物层,可显著提高膜表面的亲水性,接触角较原膜降低了47%。在FOMBR运行过程中,与TFC膜相比,TFC-pSBMA改性膜的通量衰减明显减缓,当过膜水量为800 mL时,通量衰减降低26%,pSBMA的存在可使膜表面与污染物间的作用力降低61%,表现出显著的抗污染特性。TFC-pSBMA改性膜的耐污性归因于改性对膜表面亲水性的提高、粗糙度的降低、荷电性的压缩,以及膜表面羧基浓度降低对架桥作用的削弱等综合作用。