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技术资料 Technical data

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

发布时间:2022年3月2日

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%。
图1

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。
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。
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。

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