近年來(lái),隨著居民生活質(zhì)量的提高,飲用水安全問(wèn)題備受關(guān)注,研究日趨深入。天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司了解到納米材料作為一種廣泛應(yīng)用于化工制造、個(gè)人護(hù)理及食品工業(yè)等的新材料,進(jìn)入天然水體后,天然有機(jī)物質(zhì)與納米粒子間的相互作用可能改變 其毒性和穩(wěn)定性,對(duì)其在環(huán)境中的遷移和轉(zhuǎn)化有重 要影響,給飲用水安全帶來(lái)威脅。學(xué)者們考察了納米材料本身的性質(zhì),以及環(huán)境溶液的化學(xué)性質(zhì)和物理因素對(duì)納米材料在水體中的沉積、聚集及其潛在危害的影響,而關(guān)于納米材料與NOM在水溶液中形成的復(fù)合污染物的研究卻很少。因此,天津津騰認(rèn)為研究NOM與納米顆粒在水中的相互作用具有實(shí)際價(jià)值。傳統(tǒng)的水處理工藝對(duì)納米顆粒的去除并不理想,而超濾因能有效截留水中膠體、懸浮物、細(xì)菌等, 在納米顆粒去除方面展現(xiàn)出優(yōu)勢(shì),但卻面臨膜污染等問(wèn)題。不過(guò),將超濾與其他技術(shù)混凝、吸附、預(yù)氧化相結(jié)合,能有效減輕膜污染, 其中,混凝 超濾因具有成本低、操作簡(jiǎn)單、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。納米顆粒經(jīng)過(guò)混凝后凝聚,用膜過(guò)濾有很好的去除效果,且與傳統(tǒng)的過(guò)濾方法相比,膜濾對(duì)水中的納米顆粒表現(xiàn)出更好的去除 效果。
1 膜表面濾餅層形態(tài)分析
對(duì)實(shí)驗(yàn)后的濾膜進(jìn)行SEM掃描,可以更加直觀地觀察膜表面濾餅層微觀形態(tài)。為原始濾膜表面,干凈光滑;為最優(yōu)條件下(pH=8,混凝劑投加量為0.46mmol/L,不添加Ca2+)濾膜表面濾餅層,可觀察到其交連的大分子骨架結(jié)構(gòu),孔隙率高,膜堵塞情況較輕;為將pH值調(diào)整為4時(shí)濾膜表面濾餅層,表面絮體密實(shí),骨架結(jié)構(gòu)分布不 均勻,孔隙率低;為80mg/LCa2+ 時(shí)濾膜表面濾餅層,其他條件,大分子骨架結(jié)構(gòu)明顯不同,絮體結(jié)構(gòu)致密,孔隙小,說(shuō)明Ca2+的存在會(huì)加重膜污染。根據(jù)XDLVO 理論,pH值、PFS濃度、Ca2+濃度對(duì)膜表面的污染程度主要取決于污染物與膜材料、離子等相互作用的自由能,調(diào)低pH值、投加陽(yáng)離子等措施都將導(dǎo)致自由能減少, 膜污染加重。
2 結(jié)論
(1)水溶液中納米TiO2與HA會(huì)發(fā)生靜電吸附 以及配位反應(yīng),使納米TiO2水溶液體系的有效粒徑減小,靜電斥力變大,納米TiO2穩(wěn)定性增強(qiáng),膠體分散更均勻,易于遷移。
(2)混凝劑投加量、pH值、Ca2+濃度都是影響C-UF工藝處理效果的重要因素。PFS濃度為0.46mmol/L,弱堿性(pH值7~8)時(shí),不添加鈣離子,處理效果較好;其中,混凝劑投加量過(guò)低或過(guò)高, 原水pH過(guò)低或過(guò)高,都會(huì)對(duì)C-UF工藝處理HA-T復(fù)合污染物產(chǎn)生不利影響,使超濾膜過(guò)濾通量減小, 加重膜污染。
(3)當(dāng)混凝機(jī)理為以網(wǎng)捕卷掃、吸附架橋?yàn)橹?以 電性中和為輔時(shí),膜污染較輕,膜通量較高。
