摘要：實(shí)驗(yàn)旨在研究鹽類對(duì)模擬胞外聚合物（EPS）溶液在超濾和微濾過(guò)程中膜污染影響，通過(guò)添加與無(wú)添加鹽類的模擬溶液的比較，研究鹽類對(duì)EPS膜過(guò)濾在死端過(guò)濾過(guò)程的影響。實(shí)驗(yàn)考察了不同模擬溶液的膜通量衰減情況和濾餅比阻，并利用Hermia模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析驗(yàn)證膜污染機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在超濾過(guò)程中，Ca2+和Al3+能在一定程度上提高膜通量，降低濾餅比阻，延緩膜污染；在微濾過(guò)程中，兩者的添加反而降低了初始通量，添加Ca2+后濾餅比阻值反而有所增大；Na+對(duì)超/微濾過(guò)程影響很小。通過(guò)Hermia模型擬合分析發(fā)現(xiàn)，在超濾過(guò)程中，添加鹽和無(wú)添加的溶液均以濾餅堵塞機(jī)理為主，而在微濾過(guò)程中則是以中間堵塞和濾餅堵塞機(jī)理為主。

在污水生物處理過(guò)程中，微生物會(huì)產(chǎn)生一種被稱為EPS的代謝產(chǎn)物，主要成分是一些高分子聚合物，如多糖、蛋白質(zhì)、腐植酸、核酸等。它對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有重要作用，同時(shí)也被廣泛證明是造成膜污染的首要污染物。例如，胞外聚合物中的多糖帶負(fù)電荷，有極度多樣化的特性，含有多種功能團(tuán)，如羧基、羥基和磷酸基，這些基團(tuán)對(duì)不同類型離子表現(xiàn)出強(qiáng)烈的親和性。在真實(shí)廢水處理中通常都含有大量的鹽類離子，如Na+，Ca2+，F(xiàn)e2+，Al3+等。有研究者發(fā)現(xiàn)可溶性有機(jī)物中的多糖有可能比蛋白質(zhì)、腐植酸更易產(chǎn)生膜污染。

關(guān)于膜污染的研究是當(dāng)前水處理技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一，在膜污染的機(jī)理研究中，研究者會(huì)利用海藻酸鈉(多糖)，牛血清蛋白(蛋白質(zhì))、腐植酸或上述的混合液模擬EPS來(lái)研究膜污染。具體參見(jiàn)http://szhmdq.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

在利用膜技術(shù)處理某些工業(yè)廢水的應(yīng)用中，鹽類離子一旦較高，在膜過(guò)濾過(guò)程中，尤其是在濃差極化層中，將會(huì)與EPS產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，加劇膜污染。眾多研究表明，鹽類離子的加入能夠影響EPS的結(jié)構(gòu)，從而影響膜的過(guò)濾效果和污染程度。目前，關(guān)于海藻酸鈉，蛋白質(zhì)，腐殖酸等共混的EPS模擬物質(zhì)與鹽類共混的膜污染機(jī)理研究還較少，因此，本實(shí)驗(yàn)從膜污染機(jī)理的角度出發(fā)，擬采用多糖，蛋白質(zhì)，腐殖酸共混模擬EPS溶液并與典型鹽類(NaCl、CaCl2、AlCl3)共混，在死端過(guò)濾方式下，考察共混體系的膜污染的現(xiàn)象，并且研究了模擬EPS溶液和不同濃度鹽類離子共混對(duì)膜污染產(chǎn)生的影響，探討污染模型和機(jī)理。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料與分析設(shè)備

超濾膜(聚醚砜(PES)膜，US)表面改性，截留分子量為10000。

微濾膜(聚醚砜(PES)膜，US)，膜孔徑0.4μm。

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