用于饮用水处理的商品纳滤膜污染特性OA

【目的】研究7种商品纳滤膜(依次命名为NF1~NF7)在多糖类模型污染物溶液及天然水体过滤条件下的膜污染特性,结合不同商品纳滤膜性质,本文分析不同膜材料的抗污染性能差异,并探讨膜污染的主要影响因素,为纳滤膜的选择和污染控制提供理论依据。【方法】通过动态过滤试验测定膜通量衰减趋势,结合扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等技术表征污染层的形貌及化学组成,结合先前对于商品纳滤膜表面粗糙度、孔径和电荷密度等理化性质的分析,讨论上述性质对污染行为的影响。【结果】不同商品膜在过滤过程中均出现不同程度的通量下降。其中,NF1和NF6抗污染性能最优,在模型污染物溶液与天然水体试验中通量衰减均较低;而NF2污染最严重,通量下降最为严重。NF2的高污染倾向可能与其相较其他膜更大的表面粗糙度(Ra=14 nm)、更大的平均孔径(0.41 nm)及更高的负电荷密度(-48.1 mV)密切相关。在天然水体过滤后,膜污染层主要成分为蛋白质类和多糖类有机物,并含有少量无机元素(Ca^(2+)、Mg^(2+)等),其中Ca^(2+)含量相对较多。【结论】膜理化性质(表面粗糙度、孔径、电荷密度)是影响商品纳滤膜的抗污染性能的关键因素,同时污染物组成(例如有机物-Ca^(2+)协同作用)对其也有重要影响。NF1和NF6因表面特性优化表现出优异的抗污染能力,有较好的抗污染性能;而NF2的高粗糙度和大孔径使其易受污染。另外,Ca^(2+)引发的架桥作用对膜污染有重要影响。研究结果可为纳滤膜选型及污染防控提供重要参考。