重力驱动的膜与氧化技术相结合,以修改表面特性和生物膜形成:生物污染减轻
Yaqing Du1, Wei Zhou1, Lin Zhang2
1College of Water Resources and Architecture Engineering, Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi 712100, PR China.
Journal of environmental management
|June 29, 2023
概括
使用臭氧,超酸盐或酸盐 (VI) 的预氧化有效减少重力驱动膜 (GDM) 中的生物膜形成和膜污染. 酸在缓解预氧化藻类细胞的二次污染方面表现出卓越的性能.
科学领域:
- 水处理技术水处理技术.
- 膜科学是一种科学.
- 环境化学环境化学
背景情况:
- 生物污染,特别是生物膜形成,显著降低了重力驱动膜 (GDM) 的性能,导致流量下降和排斥率降低.
- 藻类有机物和细胞组件对GDM系统中的膜污染做出了重大贡献.
研究的目的:
- 调查用臭氧,和铁酸盐 (VI) 进行现场预处理对缓解GDM中的生物膜形成和膜污染的有效性.
- 评估这些氧化剂对膜特性和涉及的污染机制的影响.
主要方法:
- 对臭氧,酸和酸盐 (VI) 在现场预处理对GDM特性和生物膜形成的影响进行系统研究.
- 对溶解有机碳 (DOC) 排斥效率和全膜电阻的分析.
- 应用扩展德贾金-兰道-维维-奥弗比克 (XDLVO) 理论来理解界面力.
- 评估污染机制从孔隙阻塞到蛋糕层过的转变.
主要成果:
- 氧化前显著推迟了流量下降和生物膜的形成,在臭氧化后72小时内减少了87.22%-90.30%的总膜电阻.
- 酸预处理达到高达23.63%的DOC排斥,并且在减轻二级膜污染方面比臭氧和酸盐 (VI) 更有效.
- XDLVO理论表明,膜和污染物之间存在着一致的吸引力Lifshitz-van der Waals力,污染机制转向蛋糕层过.
- 在完全形成蛋糕层之前,GDM处理了至少131.8% (臭氧),37.0% (酸) 和61.5% (ferrate VI) 的料溶液.
结论:
- 现场氧化预处理是一种可行的策略,可以控制GDM中的生物污染.
- 与臭氧和酸盐 (VI) 相比,酸盐在管理藻类衍生的污染方面表现优越.
- 了解污染机制和界面力量有助于优化预处理程序,以提高GDM性能.
