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二氧化锰吸附控制藻类胞外有机物引起的超滤膜污染

任秀娟  
【摘要】:目前,超滤已经开始在饮用水处理中大规模应用。但是,超滤处理含藻量大的富营养化水时,会产生严重的膜污染,且藻类胞外有机物(EOM)是主要的膜污染物质,所以,缓解EOM带来的超滤膜污染值得深入研究。本论文以天然水中常见的的铜绿微囊藻为研究对象,采用三种不同二氧化锰(包括原位生成二氧化锰、预制二氧化锰和商品二氧化锰),考察二氧化锰对藻源EOM引起的超滤膜污染的影响。 三种二氧化锰物化特性和吸附效能差异较大,试验结果表明:原位生成二氧化锰的碘吸附值分别是预制和商品二氧化锰的碘吸附值的1.4倍和2.2倍,亚甲基蓝吸附值分别是另两种的10倍和100倍,且原位生成二氧化锰表面具有丰富的羟基,对蛋白质和腐殖酸具有优异的吸附效能(去除率高达90%以上)。 随后考察了吸附条件对三种二氧化锰吸附藻源EOM的影响,并对吸附条件进行优化,结果发现原位生成、预制和商品二氧化锰的最佳投加量分别为17.4mg/L、17.4mg/L和5mg/L,最佳吸附时间、pH和震荡频率分别为12h、pH=7.0和100r/min;实验还考察了三种二氧化锰对藻源EOM的吸附特性,结果发现二氧化锰主要吸附藻源EOM中的大分子和蛋白质类的有机物。 超滤实验中,经原位生成二氧化锰吸附预处理后,藻源EOM的膜污染下降10%左右,而预制和商品二氧化锰预吸附则不能缓解藻源EOM膜污染;原位生成二氧化锰吸附后未过滤的情况使超滤实验中的不可逆污染由EOM单独超滤时的23%减轻至8%,而原位生成二氧化锰吸附后过滤的情况使不可逆污染由23%减轻至17%,这说明滤饼层的形成可以减轻膜污染的不可逆性。 本论文完成了三种二氧化锰的部分特性研究,同时开展了二氧化锰作为一种膜前吸附预处理技术的参数优化设计以及预处理对超滤膜污染的影响研究,本论文所得到结论可以为超滤工艺处理高藻水起到一定的参考作用。


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