GO/PDA/CNT双层低压膜去除腐殖酸及抗污染性能

腐殖酸(Humic acid,HA)是水体中常见的膜污染物质和消毒副产物前驱体.通过真空抽滤将碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs)和氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)负载于基膜表面,结合聚多巴胺(Polydopamine,PDA)的交联黏合功能,制备了GO/PDA/CNT双层低压膜.采用ATR-FTIR分析证实了PDA在GO膜表面的聚合,通过超声破碎验证了双层膜的稳定性.结果表明,GO/PDA/CNT双层膜性能稳定,渗透通量达到1238 L/(m^(2)·h·MPa),高于GO膜的279 L/(m^(2)·h·MPa).该膜对HA的去除率达到88.5%,均高于GO膜(85.8%)和CNT膜(38.9%).GO膜和CNT膜的比通量在过滤HA过程中分别降至0.314和0.697,GO/PDA/CNT双层膜的比通量下降幅度最小(0.753).提高搅拌速率有利于双层膜对HA的去除并进一步缓解膜污染,但搅拌速率过高会加剧膜污染;酸性条件下双层膜对HA去除率最高(94.5%),膜污染相较于中性和碱性条件更为严重.GO/PDA/CNT双层膜的制备,有助于提高膜滤效率和强化腐殖质类有机物的去除,减少消毒副产物的产生.

碳纳米管预沉积改性膜的污染机理研究

为探究碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)预沉积改性膜的污染机理,本研究使用正压过滤法将CNTs预沉积在3种孔径的有机膜(20 kDa聚醚砜膜、0.01μm和0.1μm聚偏二氟乙烯膜)表面,研究了CNTs预沉积改性膜过滤3种典型污染物(牛血清蛋白、腐殖酸、海藻酸钠)过程中的膜污染情况.根据比通量、Hermia模型和传统滤饼过滤模型,对恒压死端过滤3种典型污染物过程中的污染机理进行了系统评价.结果表明,20 kDa PES膜和0.01μm PVDF膜表面预沉积CNTs改性后,过滤3种典型膜污染物质时的膜污染情况都得到了一定程度的缓解.20 kDa PES膜表面预沉积CNTs后过滤HA初期为完全孔堵塞与滤饼过滤相结合的复合污染机理,最终转变为滤饼过滤;过滤SA的污染机理为完全孔堵塞与滤饼过滤相结合的复合污染机理.0.01μm PVDF膜表面沉积CNTs改性后过滤HA初期的污染机理为膜孔堵塞与滤饼过滤相结合的复合污染机理,然后经过向滤饼过滤转变的过渡阶段,最终形成滤饼过滤,且随着CNTs沉积量的增加,过渡阶段持续时间延长.0.1μm PVDF膜表面预沉积CNTs后过滤3种污染物,均未能缓解膜污染,膜污染机理不受CNTs沉积改性的影响,其过滤BSA和HA的污染机理为膜孔堵塞,过滤SA过程的污染机理符合滤饼过滤.