基于制備性分級的溶解天然有機物膜污染行為研究.pdf

1、天然有機物(NOMs，Natural Organic Matters)是自然水體中有機物的總稱，具有來源廣泛、組成復雜、性質不確定等特點。靜態(tài)水體（如水庫）NOMs不僅會惡化水的色、嗅、味等感官特征，還參與生成多種對人體具有潛在威脅的消毒副產(chǎn)物。NOMs還會對目前在飲用水處理領域應用廣泛的超濾膜造成嚴重的膜污染，影響飲用水的生產(chǎn)效率。由于NOMs性質的不確定性以及預處理技術對不同性質的NOMs組分去除效果的區(qū)別性，將NOMs根據(jù)物化性質

2、分級并掌握其不同組分的膜污染性質，對為超濾膜工藝選擇適合的預處理技術從而去除其中造成嚴重膜污染的組分具有非常重要的意義。
　　本研究選取天津工業(yè)大學校園景觀湖泊中溶解性NOMs作為研究對象，將原水NOMs按照分子量和親疏水性制備性分級分為大于3kDa分子量疏水堿性(＞3kDaHoB)、疏水酸性(＞3kDaHoA)、親水性(＞3kDaHiM)和小于3kDa分子量疏水堿性(＜3kDaHoB)、疏水酸性(＜3kDaHoA)、親水性(＜3

3、kDaHiM)六種組分，并將制備出的六種組分溶液分別進行超濾膜污染實驗，以研究不同物理性質NOMs組分的膜污染行為特征。并考察混凝、粉末活性炭和磁性陰離子樹脂(MIEX(R))三種膜前預處理技術對不同組分NOMs溶液的處理效果，及其預處理對超濾膜污染的影響。
　　膜污染實驗結果表明，＞3kDaHiM組分能被超濾膜(MWCO=50kDa)有效截留并在膜表面形成密實的濾餅層，導致最大過濾通量下降;HoAs和HoBs的膜污染效果隨分子量

4、的變化趨勢相反:＞3kDaHoA組分造成的疏松濾餅層使其對膜通量的衰減作用并不明顯，而＜3kDaHoA組分則因嚴重的膜孔內(nèi)堵塞和濃差極化效應造成阻力升高;嚴重的濃差極化效應和密實濾餅層同樣在＞3kDaHoB的污染過程中起到較大作用;＜3kDaHoB引發(fā)膜污染的程度明顯弱于對應的大分子組分;＜3kDaHiM則沒有對超濾膜造成明顯的污染。三種對膜造成嚴重污染的組分分別是（按污染效應從高到低排列）:＞3kDaHiM、＜3kDaHoA和＞3kD

5、aHoB。
　　預處理實驗結果表明，混凝預處理方式對膜污染的減輕作用主要對大分子NOMs組分去除（＞3kDaHoB大于60％，＞3kDaHiM大于50％）;PAC減輕UF膜NOMs污染的主要原因是＞3kDaHoB組分＞60％的去除率和＞3kDaHiM組分穩(wěn)定在50％左右的去除率;MIEX(R)改善UF膜NOMs污染的主要途徑是對＜3kDaHoANOMs＞60％去除率。對于嚴重污染膜的三種NOMs組分，整體去除效果排序為粉末活性炭＞