用纳米级零价值铁修改气体转移膜:对膜材料特性,处理性能和生物膜厚度的影响
Özge Hanay1, Yunus Aksoy2, Aytekin Çelik2
1Faculty of Engineering, Department of Environmental Engineering, Fırat University, 23119 Elazığ, Turkey
概括
聚乙烯化物 (PVDF) 膜中的纳米零价值铁 (nZVI) 对生物膜厚度和废水处理效率的影响有限,在低水力保留时间和氧气压力下,性能下降.
科学领域:
- 环境工程 环境工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 微生物学 微生物学
背景情况:
- 生物膜的膜污染是膜生物膜反应器 (MBfR) 的一个重大挑战.
- 膜特性影响微生物的粘附和生物膜的形成.
- 纳米尺寸的零价值铁 (nZVI) 正在探索其潜在的抗菌特性.
研究的目的:
- 研究将nZVI纳入聚乙烯化物 (PVDF) 膜对生物膜结构的影响.
- 评估nZVI修饰膜在废水处理的MBfR中的性能.
- 评估膜性质对生化反应速率的影响.
主要方法:
- 制造具有不同度的nZVI (HF-0至HF-4) 的PVDF膜.
- 膜性质的表征:表面形态,多孔性,气体透性和水友性.
- 使用修改膜的MBfR在不同的液压保留时间 (HRT) 和氧气压力下运行.
- 化学氧气需求 (COD) 清除和化效率的评估.
- 同焦激光扫描显微镜 (CLSM) 用于生物膜厚度分析.
主要成果:
- nZVI的结合增加了膜的水友性和多孔性,但降低了Young的模块和氧气扩散.
- 生物膜的厚度在膜之间基本上相似,HF-2略有减少.
- 甚至在含有nZVI (HF-3) 的膜中也观察到大肠杆菌的生长.
- 在低HRTs和氧气压力下,废水处理性能 (COD去除和化) 显著下降,无论nZVI的剂量如何.
结论:
- 对PVDF膜的nZVI修改对降低生物膜厚度和提高废水处理效率的影响有限.
- 膜特性被nZVI改变,影响气体传输能力.
- MBfR性能对操作条件如HRT和氧气压力高度敏感,在低于最佳水平的nZVI修改的影响被掩盖.
