在飲用水處理中采用高梯度磁分離減緩膜污染的可行性研究.pdf

1、水資源短缺和水污染正嚴(yán)重影響著人類的生存和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，納濾(NF）和反滲透(RO)膜分離技術(shù)在凈化水質(zhì)，緩解水資源短缺方面發(fā)揮著越來越重要的作用。但在膜分離過程中，膜污染嚴(yán)重影響了膜分離效果，限制了膜分離技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用。膜污染機(jī)理研究及膜污染控制受到了科學(xué)工作者的日益關(guān)注。
　　本文首先系統(tǒng)的研究了磁化對(duì)無機(jī)鈣垢結(jié)晶過程及結(jié)晶形態(tài)的影響。結(jié)果表明磁化處理加快了CaCO3晶體的成核速率，但隨后減緩了CaCO3晶體的生長速

2、率，磁化處理后的溶液生成的晶體數(shù)量多，體積小。而且，磁化處理改變了CaCO3晶體的結(jié)晶形態(tài)，未磁化溶液析出的CaCO3晶體主要為質(zhì)地致密的方解石，磁化處理后溶液中析出的CaCO3晶體則主要是質(zhì)地疏松的文石。研究表明，磁化處理對(duì)CaCO3晶體的結(jié)晶過程和結(jié)晶形態(tài)的影響主要通過成垢陽離子(Ca2+)起作用，成垢離子含量對(duì)磁處理效果有顯著影響，其濃度越高，磁化對(duì)CaCO3結(jié)晶過程的影響越小。
　　以高梯度磁化作為納濾膜預(yù)處理技術(shù)，從而控

3、制納濾膜無機(jī)結(jié)垢污染的研究表明，磁化處理確實(shí)能夠有效減緩納濾膜通量的衰減，改善納濾膜的操作性能，減緩納濾膜的無機(jī)結(jié)垢污染。通過對(duì)磁化減緩膜無機(jī)結(jié)垢污染機(jī)理的進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn):與致密的方解石形態(tài)無機(jī)鈣垢相比，文石形態(tài)的鈣垢質(zhì)軟、疏松、與膜面的附著力小，易于被水力沖刷掉從而隨濃水排出，降低了由無機(jī)垢在膜表面累積導(dǎo)致的有效膜面積減小的程度，改善了納濾膜的操作性能，減緩了納濾膜的無機(jī)污染。此外，文石形態(tài)的垢多以針簇狀的形式析出，在膜表面形成了孔隙

4、率較大的濾餅層，利于水的透過，提高了出水通量，改善了納濾膜的操作性能，減緩了納濾膜的無機(jī)結(jié)垢污染。
　　在此基礎(chǔ)上，針對(duì)影響磁化減緩膜無機(jī)結(jié)垢污染效果的主要因素進(jìn)行了系統(tǒng)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，磁化減緩納濾膜無機(jī)結(jié)垢污染的效果隨磁化時(shí)間的延長呈先升高后降低的趨勢(shì);高濃度成垢離子含量不利于磁化阻垢，當(dāng)進(jìn)水中成垢離子（鈣離子）含量達(dá)到9mmol/L時(shí)，磁化預(yù)處理對(duì)減緩納濾膜無機(jī)結(jié)垢污染基本沒有效果;溫度升高有利于納濾膜的磁化抑垢效果。當(dāng)磁