截至目前,混凝-膜濾工藝在飲用水處理工藝中已得到廣泛應(yīng)用。短流程膜工藝以其除污效能高、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)成為近年來(lái)重要的研究方向。隨著微塑料在飲用水源地的逐漸檢出,了解微塑料對(duì)短流程膜工藝的運(yùn)行效能顯得至關(guān)重要。因此,本文天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司以水環(huán)境中豐度較高的聚乙烯為目標(biāo)污染物,考察了短流程膜工藝中,微塑料對(duì)超濾膜污染的影響機(jī)制。
實(shí)驗(yàn)材料
本實(shí)驗(yàn)所用試劑,如 FeCl3·6H2O、NaHCO3、HCl 和 NaOH 均為分析純,購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司(北京)。實(shí)驗(yàn)所用微塑料取自聚乙烯泡沫板,經(jīng)砂紙細(xì)磨后,用分樣篩將聚乙烯塑料分為不同粒徑(2<d1<5 mm、1<d2<2 mm、0.5<d3<1 mm 和 d4<0.5 mm)。超濾杯(Amicon 8400)購(gòu)自 Millipore 公司(美國(guó))。平板超濾膜購(gòu)自安德膜科技有限公司(北京),材質(zhì)為聚偏氟乙烯(PVDF)。
小粒徑微塑料能急劇加劇膜污染。理論上講,低壓濾膜(微濾和超濾)由于孔徑小,可將混凝前后微塑料全部截留,所形成的濾餅層相對(duì)松散,且絕大部分為可逆污染。然而,受機(jī)械、光解和微生物等作用,微塑料會(huì)進(jìn)一步分解成納米尺度塑料。隨著納塑料在環(huán)境中的檢出,其對(duì)水質(zhì)尤其膜污染的影響更嚴(yán)重。在實(shí)際水環(huán)境中,微納塑料本身是污染物,更重要的是,微納塑料可作為優(yōu)良載體,不僅能有效吸附重金屬、持久性有機(jī)污染物等有毒物質(zhì),也容易滋養(yǎng)、攜帶病原菌等微生物,成為嚴(yán)重的污染源。微納塑料作為一種新型污染物,當(dāng)前的研究多以檢測(cè)方法、吸附效能和毒理學(xué)效應(yīng)等為主,后續(xù)應(yīng)多關(guān)注微納塑料作為載體滋養(yǎng)微生物對(duì)膜污染的影響,尤其納塑料。
結(jié)論
(1)微塑料對(duì)超濾膜污染程度影響較低,但小粒徑微塑料,尤其混凝后形成致密的濾餅層能顯著加劇膜污染。
(2)超濾膜污染程度隨混凝劑投量增大而加劇?;炷^(guò)程中,大粒徑微塑料往往被攔截于絮體表面,而小粒徑微塑料容易進(jìn)入絮體形成的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),形成致密濾餅層,加劇膜污染。
(3)水體中微塑料多呈負(fù)電,酸性條件下氯化鐵水解絮體粒徑較小且?guī)д姾桑孜?/span>附微塑料形成致密濾餅層,引起嚴(yán)重的膜污染。