基于XDLVO理论的亲疏水组分对超滤膜污染的影响

作者:余健鑫; 钟绮芸; 龙志宏; 李婧; 陈康; 杨海燕; 柳君侠*
来源:中国给水排水, 2023, 39(07): 35-42.
DOI:10.19853/j.zgjsps.1000-4602.2023.07.006

摘要

天然有机物的亲疏水性对膜污染的影响较大,但目前对其缺乏深入理解。以东江水为超滤原水,从界面作用角度探究不同亲疏水组分对超滤膜污染的影响。结果显示:原水中强疏水性和弱疏水性组分主要为腐殖类和蛋白类物质,而亲水组分主要为多糖类物质;相比疏水性组分,亲水性组分对超滤膜的污染较为严重。进一步采用腐殖酸(HA)、牛血清白蛋白(BSA)、海藻酸钠(SA)作为亲疏水组分的代表,研究各类污染物在不同pH条件下的污染行为。对于SA和HA,随着pH的增加膜通量衰减趋缓,对于BSA来说,在pH远离零电荷点(pH=4.7)时膜通量衰减较为缓和;整体来看,三者对膜污染的严重程度排序为SA>HA>BSA。采用XDLVO理论从界面作用能角度来理解膜污染,结果发现:不同pH条件下三类污染物对膜污染的影响与界面能垒呈现正相关性,能垒越大,膜表面对污染物的抵抗作用越强,越有利于缓解膜污染;此外,膜过滤后期的相对平稳通量值与“污染物-污染膜”界面能垒呈线性正相关。研究结果对原水预处理及水化学调配控制污染具有重要的启发。

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