中空纖維膜過濾和反洗中致污物空間分布規(guī)律的三維解析.pdf

1、近年來，超濾被越來越普遍的運(yùn)用到飲用水凈化和廢水處理中。但膜污染依然是超濾過程中存在的最大問題之一。本研究采用激光共聚焦掃描顯微鏡(CLSM)技術(shù)，以熒光標(biāo)記的牛血清蛋白質(zhì)(BSA-FITC)和海藻酸鈉(SA-rhodamine)作為目標(biāo)污染物，考察不同操作條件下聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維超濾膜表面及內(nèi)部的污染物動態(tài)分布規(guī)律，并以圖像分析軟件Image J對膜上污染物進(jìn)行量化分析，從而解析不同污染物的膜污染發(fā)生過程。
　　在過

2、濾50 mg/L BSA溶液的過程中，BSA首先在指狀孔與支撐層海綿結(jié)構(gòu)交界處積累，達(dá)到飽和后隨著過濾時間的進(jìn)一步延長，向內(nèi)部遷移，在膜內(nèi)部呈較均勻分布，并且在膜外部形成了濾餅層。研究120L\m2·h、180L\m2·h、240L\m2·h過濾通量對膜污染的影響，結(jié)果表明，過濾通量小幅度提高(180L/m2·h)可以有效的提高截留率。然而當(dāng)過濾通量增大到240L/m2·h時，高通量下膜污染負(fù)荷提高，污染物與膜的接觸時間短，因此出水BS

3、A濃度會升高。研究膜表面吸附對污染物分布的影響，得出表面靜態(tài)吸附一段時間可以減少膜內(nèi)部吸附，有效的減緩了膜污染進(jìn)程。研究不同清洗條件對膜表面及內(nèi)部污染物的去除以及通量恢復(fù)率的影響，得出反洗方式以及0.1 mol/L的NaOH堿洗可以強(qiáng)化去除膜表面及內(nèi)部污染物。
　　與BSA不同，在過濾50 mg/L SA溶液過程中，SA僅集中在膜表面形成凝膠層以及膜表面淺層，并不會進(jìn)入膜內(nèi)深處。這時因為SA在溶液中主要以聚合物的形式存在，尺寸可達(dá)

4、165nm，可以完全被實驗用超濾膜截留。但膜表面形成的凝膠層不容易通過水力清洗去除掉。當(dāng)BSA與SA共存時，由于BSA分子影響SA大分子鏈間交聯(lián)，使得SA聚合體變形減小為52.3nm而進(jìn)入膜孔，雖然SA濃度降低很多，但仍舊形成了更為嚴(yán)重的膜污染。
　　通過對PVDF超濾膜進(jìn)行多巴胺親水改性，親水性的提高極大的降低了BSA與PVDF間的相互作用，對膜上致污染分布規(guī)律的影響，得出膜表面的親水改性有利于減緩對BSA的吸附，從而減輕膜污染