超滤膜材料对SiO_2-有机物膜污染行为的影响

选用聚偏氟乙烯(PVDF)及乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)2种超滤膜,针对SiO_2–牛血清蛋白(BSA)及SiO_2–腐殖酸(HA)2种无机–有机混合污染物,通过单种及混合污染物过滤实验,结合各污染物与膜之间作用力的测定,考察膜材料对SiO_2–有机混合污染物膜污染行为的影响机制.结果表明:与单种有机污染物HA或BSA相比,SiO_2–HA/BSA混合污染物对PVDF及EVOH超滤膜的污染会出现加剧和减缓2种相反的现象.结合作用力结果发现:当膜–SiO_2之间的作用力大于膜–有机污染物之间作用力时,与单种有机污染物相比,SiO_2的存在会加剧膜污染;相反,当膜–SiO_2之间作用力小于膜–有机污染物之间作用力时,SiO_2的存在会有效减缓膜污染.上述结果说明膜材料是控制无机–有机混合污染物膜污染行为的关键因素.

不同Ca^(2+)浓度范围内海藻酸的超滤膜污染行为研究

为了探明不同Ca^(2+)离子含量范围内海藻酸(SA)对PVDF超滤膜的污染行为,在CaCl_2离子强度为0~50mmo L/L范围内,进行了宏观SA超滤膜过滤实验,并考察了相关膜污染微观作用力以及SA在膜面的吸附行为和吸附层结构特征。结果表明,在较低的离子强度范围内,随着Ca^(2+)离子含量的增大,膜-SA及SA间静电作用力减小,导致SA在膜面的吸附累积速率加剧,且形成致密SA污染层,相应膜污染加剧。相反,在较高的Ca^(2+)离子含量范围内,水合排斥力的出现减缓了膜污染微观作用力,降低了SA在膜面的吸附速率及SA污染层的密实度,进而减缓膜污染。

Ca2+对SiO2-BSA混合体系膜污染行为的影响

为研究Ca2+对SiO2-BSA混合污染物膜污染行为的影响,针对SiO2与牛血清蛋白(BSA)共存体系,在不同Ca2+浓度下,使用原子力显微镜测定各污染物与聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜及各污染物之间的作用力,结合膜污染实验,探讨Ca2+对SiO2-BSA混合污染物膜污染行为的影响.结果表明:随着Ca2+浓度的增大,SiO2-BSA引起的膜污染逐渐减小,主要是因为Ca2+改变了SiO2-BSA混合体系中各污染物与膜及污染物之间的相互作用力.针对污染物与膜之间的相互作用力,Ca2+的加入触发了PVDF膜与BSA及SiO2之间的水合排斥力,从而削弱BSA在膜表面的吸附累计速率,有效减缓了运行初期的膜污染速率;针对污染物之间的作用力,Ca2+浓度的增加使得SiO2-SiO2及SiO2-BSA之间作用力增大,从而导致污染物团聚形成大尺寸聚集体,在膜面形成松散多孔的污染层,进而伴随着膜污染速率以及污染幅度的减小.