MIEX-UF一體式工藝中藻源型膜污染的控制規(guī)律及機(jī)理研究.pdf

1、隨著氮磷的大量排放，淡水水體普遍呈現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，導(dǎo)致飲用水水源地會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性藻華。超濾(UF)工藝作為第三代飲用水處理技術(shù)的核心，處理高藻水體時(shí)不可避免的要面對(duì)藻源型膜污染問(wèn)題。高藻水體中含有較高濃度的透明胞外顆粒物(Transparent exopolymer particles，TEP)，它是一種可以被阿爾新藍(lán)(Alcian blue)染色的自由形態(tài)胞外聚合物，其主要成分是酸性多糖和蛋白質(zhì)。研究表明TEP與膜污染有很密切的關(guān)系。但

2、是相比于海洋中TEP的深入探索，淡水體系中TEP的研究相對(duì)較少，特別是高藻水體中TEP對(duì)超濾膜污染的影響研究目前未見報(bào)道。
　　本課題以水體中常見的銅綠微囊藻作為代表藻類，首先通過(guò)單獨(dú)超濾工藝研究了TEP對(duì)藻源型膜污染的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同生長(zhǎng)階段的藻類相比，死亡期藻類造成的膜污染最嚴(yán)重，并與高藻水體中的TEP類物質(zhì)密切相關(guān)。進(jìn)一步研究表明，結(jié)合型TEP會(huì)加劇UF膜的可逆污染，而游離型TEP則會(huì)加劇UF膜的不可逆污染，其中膠體態(tài)的游

3、離型TEP與膜的不可逆阻力呈明顯的線性相關(guān)關(guān)系。Ca2+和pH值對(duì)藻源型TEP膜污染的影響研究表明，Ca+的存在會(huì)促進(jìn)游離型TEP從膠體態(tài)向顆粒態(tài)的轉(zhuǎn)化，減緩UF膜的不可逆污染。酸性pH值下會(huì)顯著加劇UF膜污染，堿性環(huán)境有利于減輕膜污染，但Na+的存在會(huì)更大程度的加劇膜污染。
　　在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了MIEX-UF一體式工藝控制藻源型不可逆污染的規(guī)律及機(jī)理。針對(duì)游離型TEP產(chǎn)生的藻源型不可逆膜污染，系統(tǒng)考察了多周期運(yùn)行工況下MI

4、EX-UF一體式工藝對(duì)水力不可逆污染和化學(xué)不可逆污染的控制，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)四個(gè)連續(xù)運(yùn)行周期，一體式工藝可使水力不可逆污染累積速率較單獨(dú)UF下降39.94％，化學(xué)不可逆污染累積速率較單獨(dú)UF下降20.10％。激光共聚焦顯微鏡(CLSM)觀測(cè)分析表明一體式工藝可以同步有效減少不可逆污染物在膜表面及膜斷面內(nèi)的累積。對(duì)MIEX-UF一體式工藝控制膜污染機(jī)理的分析表明，在UF膜表面形成的MIEX動(dòng)態(tài)膜是一體式工藝減緩膜污染的關(guān)鍵。微觀界面作用力分析發(fā)現(xiàn)