超聲時(shí)域反射法在線(xiàn)監(jiān)測(cè)納濾膜復(fù)合污染.pdf

1、納濾膜因其對(duì)二價(jià)離子和小分子有機(jī)物有很高的截留率，操作壓力低于反滲透膜等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在飲用水制備中發(fā)揮越來(lái)越大的作用，但天然水體中存在的鹽類(lèi)、膠體、天然有機(jī)物和微生物等都會(huì)對(duì)膜造成不同程度的污染。因此，開(kāi)發(fā)一種無(wú)損的監(jiān)測(cè)技術(shù)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)膜污染過(guò)程對(duì)于實(shí)現(xiàn)膜污染的有效控制具有重要的指導(dǎo)作用，特別是多種污染物存在時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這些污染物之間的相互作用和影響就顯得尤為重要。本課題采用超聲時(shí)域反射法(UTDR)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)納濾膜硫酸鈣/生物膜和無(wú)機(jī)硅溶膠

2、/牛血清蛋白不同復(fù)合污染過(guò)程，深入探索了膜污染協(xié)同作用機(jī)理。
　　 首先，通過(guò)微生物培養(yǎng)技術(shù)在納濾膜表面成功培養(yǎng)生物膜，然后通過(guò)UTDR實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)硫酸鈣在生物膜上的沉積過(guò)程。結(jié)果表明，復(fù)合污染致使納濾膜通量下降變緩，鈣離子截留率有一定提高。主要原因是，如果沒(méi)有生物膜時(shí)硫酸鈣會(huì)直接傳遞并附著在膜表面，濾餅層增加的滲透壓作用明顯，導(dǎo)致通量下降較快；但當(dāng)生物膜存在時(shí)，其中的大顆?？梢宰鳛榱蛩徕}結(jié)晶的晶核誘導(dǎo)其沉積，鈣離子也可以與多糖

3、等絡(luò)合，減緩了濾餅層增加的滲透壓作用。超聲信號(hào)顯示復(fù)合污染中污染層密度更大，而且是不斷增大的動(dòng)態(tài)過(guò)程。SEM圖顯示硫酸鈣在生物膜中插入沉積，并且重量分析得知有生物膜時(shí)硫酸鈣沉積量也多。
　　 其次，采用UTDR在線(xiàn)監(jiān)測(cè)無(wú)機(jī)硅溶膠和牛血清蛋白復(fù)合污染的過(guò)程。結(jié)果顯示，加鹽后的硅溶膠污染更加穩(wěn)定，而牛血清蛋白因?yàn)槠湔扯却?、粒徑小引起膜污染現(xiàn)象嚴(yán)重，兩者復(fù)合污染后發(fā)現(xiàn)通量下降很快。超聲信號(hào)顯示復(fù)合污染比單一硅溶膠污染的污染層密度更大。

4、這主要是由于牛血清蛋白吸附在硅溶膠表面，再加上粘度增大，使污染物堆積密度增大，更容易造成污染。AFM圖也可以看出吸附牛血清蛋白后的硅溶膠顆粒變大，Zeta電位結(jié)果也顯示復(fù)合后的電位比硅溶膠單一溶液的要低，與納濾膜之間的斥力減小，更容易造成污染。
　　 總之，通過(guò)上述研究證明超聲技術(shù)可以成功應(yīng)用于復(fù)合污染監(jiān)測(cè)，與傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法（如通量、截留率、SEM圖、AFM圖、Zeta電位、重量分析等）有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。超聲監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠?yàn)槟の廴颈O(jiān)