附加电场超滤膜去除水中有机污染物-第3页-北极星环保网

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2.2电场对膜过滤阻力的影响

按照膜阻力的计算步骤，得到4个工况下的各部分的阻力值，如表1所示。

由表1可知，在工况1中，原水中的4-MBC分子，主要通过吸附作用，附着在膜表面和孔道内部，膜阻力小幅度升高，主要由吸附阻力Rn和浓差极化阻力Ri造成。在随后添加腐殖酸的各个工况中，腐殖酸加剧了膜污染，使膜阻力明显升高。但在加载电场后，膜污染均得到有效的减缓，在0、0.1、1A不同电流下，Rm、Rn、Ri、Rc、Rt基本呈递减趋势。每次工况结束后，通过使用稀HCl、NaOH溶液的浸泡和水力冲洗，可有效消除膜污染，恢复膜过滤通量。

2.2.1电泳迁移的作用

电场对膜污染的缓解作用是由于腐殖酸胶体在电场中发生电泳迁移现象。由于带负电荷的腐殖酸在电场中的电泳迁移，其在膜表面的沉积减少，当电场强度高于临界电场强度时，电泳速率高于其由于压力向膜表面移动的速度，膜表面边界层的颗粒浓缩将得到缓解，膜污染得以减轻。

2.2.2电凝聚的作用

腐殖酸具有独特的物理化学性质，官能团—COOH、—OH中的氢能游离出来，带负电性。当电场足够强时，带电腐殖酸颗粒外层的双电层结构被削弱甚至被完全破坏，因而发生凝聚形成絮体。腐殖酸造成膜污染的原因在于其在膜表面是沉积而不是吸附。当有附加电场时，腐殖酸因双电层被破坏而发生凝聚并沉积在膜表面，滤饼层疏松；无电场作用下的腐殖酸首先沉积在膜表面，并加速腐殖酸在膜表面的聚集，因而形成了比较致密的滤饼层。

另外，由于电极表面释放出的微小气泡可以加速颗粒的碰撞过程，密度小时颗粒上浮分离，密度大时下沉分离，也有助于迅速去除水中的溶解态和悬浮态胶体物。在上述几种机理的综合作用下，负载电场后的膜污染程度得到减缓，膜阻力明显降低。

2.3可行性分析

目前，膜技术在饮用水深度处理中扮演越来越重要的角色，而超滤膜在处理大分子有机物中作用明显，对小分子有机物却较难发挥作用。因此，如何更有效地利用超滤膜去除水中的小分子物质，将是一个重要的课题。从本试验结果中可以得出，在腐殖酸存在的条件下，通过附加电场能够大大提高超滤膜对水中小分子有机物的去除。

3、结论

（1）超滤膜去除小分子有机物，吸附发挥重要作用；腐殖酸作为水中的可溶性有机物（DOM）的替代物，对膜去除4-MBC有一定的促进作用；通过化学清洗，可以有效消除膜污染，恢复膜过滤性能。

（2）电场的存在，发挥电泳迁移、凝聚、电解以及气浮几种机理的综合作用，可以减缓膜污染，明显降低膜阻力。

（3）电场可以大幅度地提升膜对水体中特殊的小分子（4-MBC）以及UV254的去除率。

原标题：附加电场超滤膜去除水中有机污染物

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