光催化耦合膜分离系统中缓解膜污染的研究进展

光催化是一种环境友好型高级氧化技术,可有效降解有机污染物。膜分离技术作为一种高效分离技术已被广泛应用在水处理领域,但膜污染导致膜过滤性能降低,分离效率减弱,膜寿命缩短,运行成本增加,是膜分离技术进一步推广的限制因素。光催化耦合膜分离技术被认为是一种缓解膜污染的有效手段。系统综述了光催化耦合膜分离系统(PMRs)中膜污染缓解情况的最新研究,总结了PMRs的不同构型,并分析了不同构型的优、缺点及其应用前景;进一步以典型光催化剂二氧化钛为例,详细讨论了提高光催化效率的材料设计与改性策略,分析了耦合系统中膜污染问题缓解的机制,并展望了光催化耦合膜分离技术的未来发展趋势,以期为今后开展相关研究提供参考。

电化学氧化技术在MBR中的膜污染控制研究与应用进展

膜生物反应器(MBR)已发展成为高效且成熟的市政和工业污水处理技术,基于MBR建成并投产的污水处理厂数量持续增加且规模不断扩大,但膜污染仍是MBR进一步推广和应用的瓶颈,开发高效率、低成本的膜污染控制方法是领域内的研究热点。作为一种典型的高级氧化工艺,电化学氧化(electrochemical oxidation,EO)在水环境中具有突出的净污和杀菌能力,可同步实现膜表面污染物的降解和细菌的灭活,在MBR中展现出巨大的抗膜污染潜力。近年来,基于EO的膜污染控制技术蓬勃发展,促进了MBR抗膜污染方法的创新,并引发了对抗膜污染机制的新思考。为了紧跟MBR快速发展的步伐,迫切需要对EO在MBR中膜污染控制的研究和应用进行全面总结和讨论。介绍了EO的工作原理并分析了电化学氧化MBR(eMBR)中产生活性氧自由基并抑制膜污染的多种途径;根据国内外的最新研究进展,从电极装载方式、电极与滤膜的结合方式、电极的制备材料等角度系统讨论了eMBR的运行模式和抗膜污染效果;总结了EO抑制膜污染的影响因素及其实际应用的现存挑战;对eMBR的未来研究进行了展望,对其进一步优化与创新提出了建议。