賢集網9月(yuè)9日(rì)訊：膜技(jì)術(shù)廣泛應用(yòng)于水(shuǐ)處理(lǐ)中，用(yòng)于 去(qù)除污染水(shuǐ)中的(de)懸浮顆粒、膠體(tǐ)和(hé)有(yǒu)機(jī)污染物§(wù)。作(zuò)為(wèi)無機(jī)膜的(de)典型代表，具有(yǒu)高(gāo)通(tōng)量和(hé)耐化(huà)學性等優點，陶瓷膜在地(dì)表水(shu♥ǐ)、城(chéng)市(shì)污水(shuǐ)和(hé)飲用(yòng)水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)中具有(yǒu)巨大(dà)的(de)潛在價值。

然而，膜污染是(shì)膜工(gōng)藝發展和(hé)推廣的(de)關鍵問(wèn)題。這(zhè)個(gè)問(wèn)題廣泛存在于各種膜工(gō÷ng)藝中，特别是(shì)在廢水(shuǐ)過濾的(de)壓力驅動過程中。因此，陶瓷膜也(yě)不(bù)可(kě)避免地(dì)受到(dào•)膜污染的(de)限制(zhì)。因此，在水(shuǐ)處理(lǐ)過程中迫切需要(yào)一(yī)種有(yǒu)效的(de)減少(shǎo)膜污染的(de)預處理(lǐ)技(jì)§術(shù)。

混凝法因其低(dī)成本、高(gāo)性能(néng)和(hé)去(qù)除天然有(yǒu)機(jī)物(wù)（NOM）的(de)能(nén✘g)力而被認為(wèi)是(shì)最成功的(de)膜污染預處理(lǐ)技(jì)術(shù)之一(yī)。目↓前，基于鋁和(hé)鐵(tiě)的(de)鹽是(shì)最普遍的(de)混凝劑，因為(wèi)它具有(yǒu)優異的(de)混凝性能(néng)¶和(hé)成本效益。

但(dàn)鋁基和(hé)鐵(tiě)基鹽的(de)應用(yòng)分(fēn)别受到(dào)生(shēng)物(wù)毒性和(hé)廢★水(shuǐ)著(zhe)色的(de)限制(zhì)。钛基混凝劑是(shì)一(yī)種先進的(de)工(gōng)藝，近(jìn)年(nián)來(lái)因其無毒、性能(n€éng)優異和(hé)污泥回收利用(yòng)等優點而受到(dào)廣泛關注。有(yǒu)望作(zuò)為(wèi)新一(yī)代混凝劑替代鋁基、鐵(tiě)基混凝劑，實現(xiàn)高(g∞āo)效安全的(de)水(shuǐ)質淨化(huà)。

濟南(nán)大(dà)學、齊魯工(gōng)業(yè)大(dà)學（山(shān)東(dōng)省科(kē)學院）和(hé)香港大(dà)學的(de)研究β人(rén)員(yuán)以新興钛基混凝劑（聚氯化(huà)钛，PTC）為(wèi)例，對(duì)钛基混凝劑的(←de)預混凝性能(néng)進行(xíng)了(le)評估。将混凝劑與傳統的(de)鋁基混凝劑（聚合氯化(huà)鋁，PAC）進行(xíng)比較，并使用(yòng)四種不(bù)同的•(de)數(shù)學模型綜合研究以下(xià)陶瓷膜錯(cuò)流過濾的(de)污染機(jī)理(lǐ)。這(zhè)項研究在線發表在環境科(kē)學與工(gōng)程前沿。

圖片來(lái)源：劉曉曼等

在這(zhè)項研究中，研究小(xiǎo)組發現(xiàn)新興的(de)钛基混凝劑增強了(le)陶瓷膜的(de)過濾性能(néng)。與 PAC 相(xiàng)比，PTC 具有₹(yǒu)顯著(zhe)優勢，可(kě)去(qù)除約 20% 的(de)有(yǒu)機(jī)物(wù)。用(yòng)陶瓷膜對(duì) PTC 凝結的☆(de)流出物(wù)進行(xíng)後續過濾，産生(shēng)的(de)濾液質量得(de)到(dào)改善（DOC 去(qù)除率∑約為(wèi) 78.0%），通(tōng)量約為(wèi) 600 L/(m 2 ·h)。

作(zuò)為(wèi)參考，PVDF 膜過濾可(kě)以獲得(de)相(xiàng)當的(de) DOC 去(qù)除率（約 77.0%），但(dàn)過濾通(tōng)量較低(dī)，約為 (wèi) 僅60 L/(m 2 ·h)。四個(gè)數(shù)學模型用(yòng)于模拟陶瓷膜的(de)污染機(jī)制(zhì)。在 PTC 案例中，由于經≈典 Hermia 模型模拟表明(míng)的(de)濾餅主要(yào)污染機(jī)制(zhì)，膜污染稍慢(màn)，而對(duì)于 PAC，标準過濾/中間(jiān)過濾（膜孔阻塞）也(>yě)是(shì)關鍵污染機(jī)制(zhì)。

并且 Visvanathan 和(hé) Ben aïm 報(bào)告的(de)标準法過濾和(hé)經典濾餅過濾模型不(bù)适用(yòng)于陶瓷膜的(de)​污染表征，沒有(yǒu)識别所有(yǒu)不(bù)同情況的(de)R 2值。需要(yào)進行(xíng)分(fēn)段模拟，以使用(yòng)線性經典 Hermia 模型區(qū)分(fēn)€ PTC 和(hé) PAC 案例之間(jiān)的(de)結垢機(jī)制(zhì)差異。

本研究研究了(le)PTC預凝聚增強陶瓷膜的(de)錯(cuò)流性能(néng)。結果表明(míng)，陶瓷膜過濾對(duì)地(dì)表水(shuǐ)處理(lǐ)表現(xiàn)出較¥高(gāo)的(de)性能(néng)，PTC預混凝可(kě)顯著(zhe)提高(gāo)陶瓷膜的(de)過濾性能(néng)σ，有(yǒu)效控制(zhì)陶瓷膜污染。該工(gōng)作(zuò)不(bù)僅為(wèi)提高(gāo)水(shuǐ)處理(lǐ)過濾性能(néng)提供了(le)一(yī)種高(g±āo)效的(de)預處理(lǐ)技(jì)術(shù)，而且為(wèi)先進的(de)預混凝技(jì)術(shù)對(duì)抗膜污染的(♠de)開(kāi)發和(hé)評估提供了(le)前進的(de)方向。