次氯酸钠作为预处理剂减轻陶瓷微滤膜的有机污染问题的研究

O引言

陶瓷微滤膜的污染主要是滤饼层和凝胶层阻力和膜孔堵塞，滤饼层和凝胶层阻力占总阻力的60%~80%以上，是构成膜污染的主要原因。滤饼层和凝胶层的形成主要是溶液中的大分子物质堵塞膜孔，在膜表面形成滤饼层和凝胶层。次氯酸钠作为城市自来水的消毒剂，被广泛添加在自来水管网中，利用其自身的强氧化性，抑制管网中的细菌及病毒的生长、繁殖。有研究显示，次氯酸钠的强氧化性能够使水中大分子有机物分解为小分子有机物，从而减轻有机物对陶瓷微滤膜的污染。

1实验装置及药品

实验装置如图1所示，膜元件为800nm的单通道陶瓷微滤膜，膜长度100mm，膜有效面积为4082mm2，本实验所配制的模拟体系中蛋白质（大豆蛋白粉替代）的质量分数占55%，腐殖酸的质量分数占45%。

2实验方法

配置次氯酸钠浓度分别为Omg／L，3mg／L，6mg/L，10mg/L，15mg/L的五组模拟液，工作压力为0.1MPa，运行温度20℃，利用孔径为800nm的陶瓷微滤膜过滤，观察通量衰减情况。

3实验数据及分析

通过实验得到数据，并进行分析，见图2，图3。

由图2和图3可以得出以下几点：

1)随着次氯酸钠在待处理液中投加量的增加，陶瓷微滤膜通量的衰减趋势大致相同，单个时间节点的通量逐渐增加。

2)随着次氯酸钠投加量的增加，陶瓷微滤膜最终的稳定通量明显得到增加，过滤效果得到显著提高。由于次氯酸钠的强氧化性，将一部分大分子有机物分解成小分子有机物，在膜表面不易形成稠密的滤饼层和凝胶层，从而使得膜的过滤通量增加，增加了膜的有效工作时间，提高了膜的过滤效果。不同次氯酸钠投加量对过滤效果的改善见表1。

3)次氯酸钠的投加量在10mg/L和15mg／L时，膜的过滤通量衰减曲线基本重合，稳定通量相差不大。对于同一模拟液，次氯酸钠的投加量在10mg／L时，对于有机大分子的分解作用已经接近饱和，继续加大其用量对提高膜的过滤效果作用不再明显。

4结论与建议

由实验可看出，向原水中投加次氯酸钠可有效降低有机物对陶瓷微滤膜的污染，提高其工作效率，延长使用寿命。次氯酸钠不仅可以作为自来水管网中的消毒剂，也可作为陶瓷微滤膜处理污水工艺中的预处理剂，降低有机物对陶瓷微滤膜损伤。但由于污水中含有大量有机物，其作为主要卤代物最主要的前体物质，被次氯酸钠氧化分解成小分子卤代物，如作为饮用水其对人体的健康存在潜在的威胁，需要实验的进一步验证。