絮凝剂对超滤膜污染的减缓作用

导读:运行过程中的膜污染一直是阻碍超滤技术发展的关键问题，也是超滤膜研究的焦点。絮凝是一种常规的水处理技术，具有操作简便、经济高效、适应高负荷污染等优势。研究证实，在超

来源：未知发布日期：2020-08-22 10:33【大中小】

运行过程中的膜污染一直是阻碍超滤技术发展的关键问题，也是超滤膜研究的焦点。絮凝是一种常规的水处理技术，具有操作简便、经济高效、适应高负荷污染等优势。研究证实，在超滤前增设絮凝预处理可去除部分有机物，并且可阻碍污染物与膜表面接触，减少污染物在膜孔内的沉积，从而起到减缓超滤膜污染的作用。天津津腾实验设备有限公司了解到本研究用自制PFS-PDMDAAC絮凝剂处理冬季北方某水库水，利用三维荧光谱技术揭示PFSPDMDAAC絮凝剂对溶解性有机物（DOM）的作用机理；研究低温低浊水的絮凝特征，系统分析pH、Zeta电位、絮凝指数、分形维数及絮体破碎再絮凝能力，探讨絮凝对超滤膜通量衰减的影响作用，以期为超滤技术的工程应用提供技术参考。

1.三维荧光
光谱实验上清液经0.22μm滤膜过滤，分析其三维荧光光谱。三维荧光光谱通过测定激发波长与发射波长随扫描时间变化的荧光信息特征，可获取水中有机物的组成及含量等信息，对痕量有机物进行识别与分析。在相同的过滤体积内，超滤膜通量衰减程度的大小依次为直接超滤＞PFS＞PFS-PDMDAAC，其中不加絮凝剂的超滤膜通量衰减速率最大，投加絮凝剂的超滤膜通量下降趋势明显减缓。天津津腾实验设备有限公司了解到如前文所述，PFS形成絮体的分形维数小于PFS-PDMDAAC，分形维数较小，絮体结构更加疏松，对水体的渗透性更强，但PFS-PDMDAAC絮凝剂对膜通量衰减的减缓效果要优于PFS絮凝剂，这是由于PFS-PDMDAAC对有机物的去除效率明显优于PFS，其对有机物的吸附作用大于絮体结构的渗透能力，减少了进入超滤膜的污染负荷，因此有效延缓了膜通量的衰减速率。

2.结论
（1）PDMDAAC可增强PFS-PDMDAAC的电中和与吸附架桥能力，提高对有机物、浊度的去除效率；当PDMDAAC占PFS-PDMDAAC的质量分数为15%，PFS-PDMDAAC对有机物、浊度的去除率分别达到56.8%、92.5%，比单独使用PFS分别提高了24.0%、16.2%；PFS-PDMDAAC对芳香族蛋白类有机物和溶解性微生物代谢物有明显的去除效果。

（2）PFS仅在6.0~9.0的pH范围内对低温低浊水有较好的絮凝效果，PFS-PDMDAAC对pH的适用范围更广。PDMDAAC的加入不仅增强了PFSPDMDAAC的电中和能力，而且其高分子链在脱稳的污染物之间产生架桥作用，增大了絮体的分形维数，促进生成更大的絮体，使结构更加紧实。

（3）絮凝剂投加量为20mg/L，PFS-PDMDAAC的Zeta电位在零左右，电中和能力起主要作用；絮凝剂投加量至35mg/L，PFS-PDMDAAC的Zeta电位变成正值，浊度去除率有所下降，网捕卷扫起主要作用。

（4）搅拌速度影响了絮体的抗破碎能力，搅拌速度分别为200、300r/min，经破碎后絮体再絮凝的恢复程度较好；当搅拌速度为400r/min，过大的剪切力会减少絮体间的碰撞概率，并破坏絮体间的结合键，使破碎的絮体难以恢复。

（5）PFS-PDMDAAC对有机物的去除作用能减少进入超滤膜的污染负荷，其形成的絮体在膜表面形成滤饼层，避免了污染物与膜面的直接接触，从而减缓超滤膜的衰减速率。

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