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关键词：
直接吸收法,磺胺,四环素,大环内酯类,抗生素,土壤呼吸
发表时间：
2012-08-08 11:12:41
摘要: 为了提高微滤膜的抗污染性和降低膜组件的价格, 利用循环预涂工艺制备出新型聚乙烯醇微球预涂动态膜( PVA-MSPPCDMs) . 对不同聚乙烯醇微球预涂量的动态膜进行了系统表征, 结果显示, PVA-MSPPCDMs 的清水过滤阻力介于0164 @ 1010 ~3184@ 1010 m- 1 , 渗透性良好; 当预涂量\2319 g#m- 2 时, 可达到微滤分离水平; 亲水性随预涂量的增加而增强, 动态接触角由基膜的118125b降低到预涂量为6119 g#m- 2时的61152b; 利用流动电位法在20 e , pH 为81 0? 012, 0101 mol#L- 1 KCl 溶液的测试条件下, 测得当预涂量为151 7 g#m- 2 时膜面相对Zeta 电位值可达- 3614 mV. 并且, 通过PVA-MSPPCDMs 在SMBR 中的短期通量衰减变化( 恒压) 和对EPS 的扩散实验发现, 预涂量为2319~ 6119 g#m- 2 时, 增加了对EPS 的扩散渗透性能, 且膜通量衰减趋于稳定时仍为基膜的315~ 418 倍, 即提高了抗污染性.
膜生物反应器( membrane bioreactor, MBR) 因其出水水质可靠、操作方式简便等特点引起了水处理界的广泛重视, 但膜组件价格昂贵以及膜污染造成通量衰减严重阻碍了MBR 的推广应用[ 1] . 为解决以上问题, 近年来预涂动态膜作为一项新型廉价的膜分离技术, 正越来越多地受到国内外学者的关注. 利用高岭土、粉末活性炭( powder act ivated carbon,PAC) 、MnO2、CrO2 和ZrO2 等制备的预涂动态膜[2~ 6]虽然在废水处理试验中也达到了良好的分离效果,且提高了通量恢复能力以及膜组件的使用寿命, 但抗污染性能还有待进一步加强.
研究表明, 胞外聚合物( extracellular polymericsubstances, EPS) 等疏水性溶质易在膜表面吸附和沉积, 是引起膜孔堵塞, 造成膜污染的主要物质[ 7, 8] . 基于此的研究证实, 增强膜的亲水性, 能够减少膜表面与截留物质的接触及非定向结合, 弱化膜和溶质之间的物理化学作用, 从而减少对污染物质, 尤其是生物污染物的吸附[ 9] . 同时, 研究也显示由于EPS 中含有大量的羧基、硫酸根、磷酸根等带负电的官能团,决定了活性污泥Zeta 电位通常在- 30~ - 10 mV 之间[ 10, 11] , 因此可通过增强膜的荷负电性增加其对活性污泥颗粒的静电排斥作用, 从而提高膜的抗污染性. Song 等[ 12] 和Kang 等[ 13] 也研究证实, 渗透压力和双电层静电斥力控制着荷电的小颗粒物质在膜面上
的沉积. 因此, 通过选择强亲水性和荷负电性的预涂剂形成动态膜, 有望达到提高膜抗污染性的目的.
本研究以自行研制的强亲水性和高荷负电性的聚乙烯醇微球( polyvinyl alcohol microsphere, PVAMS)[ 14, 15] 为预涂剂, 在廉价工业滤布基膜上制备形成了聚乙烯醇微球预涂动态膜( polyvinyl alcohol microsphere pre-coated dynamic membranes, PVA-MSP PCDMs) , 详述了其制备过程, 且通过SEM、近似最大分离孔径、清水过滤阻力、动态接触角、膜面电位及在SMBR 中的短期通量衰减变化和对EPS 的扩散系数的测定, 对不同预涂量的PVA-MSPPCDMs 的物理化学性质进行了系统表征, 以期为后续在SMBR 中的实际运行创造条件.
研究表明, 胞外聚合物( extracellular polymericsubstances, EPS) 等疏水性溶质易在膜表面吸附和沉积, 是引起膜孔堵塞, 造成膜污染的主要物质[ 7, 8] . 基于此的研究证实, 增强膜的亲水性, 能够减少膜表面与截留物质的接触及非定向结合, 弱化膜和溶质之间的物理化学作用, 从而减少对污染物质, 尤其是生物污染物的吸附[ 9] . 同时, 研究也显示由于EPS 中含有大量的羧基、硫酸根、磷酸根等带负电的官能团,决定了活性污泥Zeta 电位通常在- 30~ - 10 mV 之间[ 10, 11] , 因此可通过增强膜的荷负电性增加其对活性污泥颗粒的静电排斥作用, 从而提高膜的抗污染性. Song 等[ 12] 和Kang 等[ 13] 也研究证实, 渗透压力和双电层静电斥力控制着荷电的小颗粒物质在膜面上
的沉积. 因此, 通过选择强亲水性和荷负电性的预涂剂形成动态膜, 有望达到提高膜抗污染性的目的.
本研究以自行研制的强亲水性和高荷负电性的聚乙烯醇微球( polyvinyl alcohol microsphere, PVAMS)[ 14, 15] 为预涂剂, 在廉价工业滤布基膜上制备形成了聚乙烯醇微球预涂动态膜( polyvinyl alcohol microsphere pre-coated dynamic membranes, PVA-MSP PCDMs) , 详述了其制备过程, 且通过SEM、近似最大分离孔径、清水过滤阻力、动态接触角、膜面电位及在SMBR 中的短期通量衰减变化和对EPS 的扩散系数的测定, 对不同预涂量的PVA-MSPPCDMs 的物理化学性质进行了系统表征, 以期为后续在SMBR 中的实际运行创造条件.
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