基于NaOCl擴散行為的膜清洗條件影響及優(yōu)化
發(fā)布時間：2021-03-07 22:11
為了探究基于NaOCl擴散行為進行膜清洗的影響因素,建立完善的添加劑強化NaOCl擴散的新型膜清洗方法,本文以牛血清蛋白（BSA）、海藻酸鈉（SA）作為模型污染物,通過批次膜清洗實驗對膜面剩余污染物濃度、洗脫污染物粒徑和膜面污染物形貌進行了測定分析和動態(tài)監(jiān)控,探究不同活性氯（ClT）濃度,不同pH值及不同添加劑（十二烷基硫酸鈉,SDS）濃度對強化擴散NaOCl清洗的影響,并對操作參數(shù)進行了優(yōu)化,同時也驗證了不同條件下的膜清洗機制.結(jié)果表明,在ClT濃度為200mg/L,pH值為11,SDS濃度為0.4mmol/L的條件下對膜面的清洗效率>95%.
【文章來源】：中國環(huán)境科學. 2020,40(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
不同ClT濃度下Na OCl清洗過程中洗脫污染物的粒徑隨時間的變化
為研究不同ClT濃度對Na OCl清洗過程的影響,通過測定膜清洗過程中清洗液TOC的含量,來表征清洗過程中膜面污染物脫落情況(圖1).從圖1a可以看出,當ClT濃度為0時,到達清洗終點時膜面剩余BSA濃度(以TOC計)為1620.9mg/m2,膜面污染物殘留率為83.6%;而隨著ClT濃度從0升高至200mg/L,清洗終點的膜面BSA濃度逐漸降低,當ClT濃度為200mg/L時,膜面BSA濃度已降低至0.2mg/m2;然而,當ClT濃度從200mg/L進一步提升至500mg/L時,雖然高濃度的ClT加快了清洗速率,但清洗終點膜面剩余BSA濃度并未出現(xiàn)明顯差異(P>0.05).使用SA作為模型污染物的批次實驗也獲得了類似的結(jié)果(圖1b).這一結(jié)果表明,從膜面污染物洗脫總量的角度來看,在一定范圍內(nèi)膜清洗效率隨著ClT濃度的增加而升高;而當ClT濃度達到一定值后,ClT濃度則不再是影響膜清洗效率的主要因素.如圖2所示,BSA/Ca(II)和SA/Ca(II)2種污染物在ClT濃度為0的清洗過程中,其洗脫污染物粒徑始終處于相對較低的水平;而當ClT濃度提升后洗脫污染物的粒徑則出現(xiàn)了一定時間內(nèi)(0～40min)逐漸升高并隨后趨于穩(wěn)定的趨勢.這一結(jié)果可能是由于不同的清洗機制導致的,即當ClT濃度為0時,洗脫膜面污染物僅依靠相對較弱的苛性鈉水解作用和清洗劑的物理作用,無法形成清洗劑的化學作用與添加劑SDS的增強擴散作用聯(lián)合的“塊狀清洗”模式,因此膜清洗過程為相對均勻的“層狀清洗”模式,洗脫物粒徑相對均一;而當清洗劑中存在活性氯時,活性氯的存在很大程度上增強了清洗劑的氧化、水解和皂化作用[25],高pH值條件下由于去質(zhì)子化導致的靜電排斥作用使得污染層疏松程度增加,為活性氯的擴散提供了優(yōu)勢通道,添加劑SDS作為一種常用的陰離子表面活性劑可以通過降低液體表面張力從而提高擴散效率.使活性氯在污染層中的擴散速率得到進一步提升,在清洗過程中造成了膜面污染物的塊狀脫落,即“塊狀清洗”模式.在清洗過程開始的一段時間內(nèi),清洗劑在污染層的擴散與污染物洗脫同時進行,因此洗脫物的粒徑逐漸增加;當清洗劑在污染層中完全分散后,清洗過程進入“塊狀清洗”模式,洗脫物粒徑趨于穩(wěn)定.
同時,從60min的CLSM結(jié)果可以看出,在添加劑濃度為0.5mmol/L SDS、pH=11的條件下,清洗過程中污染層均出現(xiàn)了明顯的塊狀空洞,這一結(jié)果與洗脫污染物粒徑測試結(jié)果一致(圖2),進一步證實了NaOCl強化擴散的清洗方法中的“塊狀清洗”機制.2.2 不同p H值對膜清洗過程的影響
【參考文獻】：
期刊論文
[1]海水淡化工藝中超濾膜的污染與清洗[J]. 劉長青,楊興濤,李珂,潘光建. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2020(01)
[2]飲用水凈化超濾工藝應(yīng)用研究[J]. 林亞凱,何柳東,田野,孫凱,柳楊薇,金宇濤,Tom. 廣東化工. 2020(01)
[3]水處理膜技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 尚光旭,劉媛,柴蔚舒. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2016(12)
[4]電絮凝-膜過濾技術(shù)處理含銅廢水的研究[J]. 李富華,呂文英,劉國光,姚琨,林親鐵,黃浩平,康亞璞. 環(huán)境工程. 2013(04)
[5]膜污染機理及其控制技術(shù)[J]. 周顯宏,劉文山,肖凱軍,羅遠宏,鄒水洋,黃寶光. 東莞理工學院學報. 2010(01)
[6]脈沖清洗技術(shù)及膜清洗效能的影響因素[J]. 胡海修,胡云,嚴子春,龍騰銳. 給水排水技術(shù)動態(tài). 2003(01)
本文編號：3069887
【文章來源】：中國環(huán)境科學. 2020,40(08)北大核心
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
不同ClT濃度下Na OCl清洗過程中洗脫污染物的粒徑隨時間的變化
為研究不同ClT濃度對Na OCl清洗過程的影響,通過測定膜清洗過程中清洗液TOC的含量,來表征清洗過程中膜面污染物脫落情況(圖1).從圖1a可以看出,當ClT濃度為0時,到達清洗終點時膜面剩余BSA濃度(以TOC計)為1620.9mg/m2,膜面污染物殘留率為83.6%;而隨著ClT濃度從0升高至200mg/L,清洗終點的膜面BSA濃度逐漸降低,當ClT濃度為200mg/L時,膜面BSA濃度已降低至0.2mg/m2;然而,當ClT濃度從200mg/L進一步提升至500mg/L時,雖然高濃度的ClT加快了清洗速率,但清洗終點膜面剩余BSA濃度并未出現(xiàn)明顯差異(P>0.05).使用SA作為模型污染物的批次實驗也獲得了類似的結(jié)果(圖1b).這一結(jié)果表明,從膜面污染物洗脫總量的角度來看,在一定范圍內(nèi)膜清洗效率隨著ClT濃度的增加而升高;而當ClT濃度達到一定值后,ClT濃度則不再是影響膜清洗效率的主要因素.如圖2所示,BSA/Ca(II)和SA/Ca(II)2種污染物在ClT濃度為0的清洗過程中,其洗脫污染物粒徑始終處于相對較低的水平;而當ClT濃度提升后洗脫污染物的粒徑則出現(xiàn)了一定時間內(nèi)(0～40min)逐漸升高并隨后趨于穩(wěn)定的趨勢.這一結(jié)果可能是由于不同的清洗機制導致的,即當ClT濃度為0時,洗脫膜面污染物僅依靠相對較弱的苛性鈉水解作用和清洗劑的物理作用,無法形成清洗劑的化學作用與添加劑SDS的增強擴散作用聯(lián)合的“塊狀清洗”模式,因此膜清洗過程為相對均勻的“層狀清洗”模式,洗脫物粒徑相對均一;而當清洗劑中存在活性氯時,活性氯的存在很大程度上增強了清洗劑的氧化、水解和皂化作用[25],高pH值條件下由于去質(zhì)子化導致的靜電排斥作用使得污染層疏松程度增加,為活性氯的擴散提供了優(yōu)勢通道,添加劑SDS作為一種常用的陰離子表面活性劑可以通過降低液體表面張力從而提高擴散效率.使活性氯在污染層中的擴散速率得到進一步提升,在清洗過程中造成了膜面污染物的塊狀脫落,即“塊狀清洗”模式.在清洗過程開始的一段時間內(nèi),清洗劑在污染層的擴散與污染物洗脫同時進行,因此洗脫物的粒徑逐漸增加;當清洗劑在污染層中完全分散后,清洗過程進入“塊狀清洗”模式,洗脫物粒徑趨于穩(wěn)定.
同時,從60min的CLSM結(jié)果可以看出,在添加劑濃度為0.5mmol/L SDS、pH=11的條件下,清洗過程中污染層均出現(xiàn)了明顯的塊狀空洞,這一結(jié)果與洗脫污染物粒徑測試結(jié)果一致(圖2),進一步證實了NaOCl強化擴散的清洗方法中的“塊狀清洗”機制.2.2 不同p H值對膜清洗過程的影響
【參考文獻】：
期刊論文
[1]海水淡化工藝中超濾膜的污染與清洗[J]. 劉長青,楊興濤,李珂,潘光建. 資源節(jié)約與環(huán)保. 2020(01)
[2]飲用水凈化超濾工藝應(yīng)用研究[J]. 林亞凱,何柳東,田野,孫凱,柳楊薇,金宇濤,Tom. 廣東化工. 2020(01)
[3]水處理膜技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 尚光旭,劉媛,柴蔚舒. 中國環(huán)保產(chǎn)業(yè). 2016(12)
[4]電絮凝-膜過濾技術(shù)處理含銅廢水的研究[J]. 李富華,呂文英,劉國光,姚琨,林親鐵,黃浩平,康亞璞. 環(huán)境工程. 2013(04)
[5]膜污染機理及其控制技術(shù)[J]. 周顯宏,劉文山,肖凱軍,羅遠宏,鄒水洋,黃寶光. 東莞理工學院學報. 2010(01)
[6]脈沖清洗技術(shù)及膜清洗效能的影響因素[J]. 胡海修,胡云,嚴子春,龍騰銳. 給水排水技術(shù)動態(tài). 2003(01)
本文編號：3069887
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3069887.html
最近更新
教材專著
