基于高效抗生素污染降解作用的压电分离膜抗污染性能与机理研究

膜过滤存在的膜污染和浓差极化等会影响抗生素降解、分离选择性能和膜使用寿命,是亟待解决的关键问题.因此,采用干压成型方法制备锆钛酸铅(Pb(Zr_(x)Ti_(1-x))O_(3),PZT)压电分离膜,并分析膜淀粉含量对膜孔径、孔隙率的影响,比较制备得到的膜产品分离能力差异;使用串联阻力模型将产生原位振动的压电分离膜、基膜及相近孔径的普通微滤膜的抗污染性能和膜污染类型进行对比,结合传统滤饼过滤模型和Hermia模型,研究压电分离膜由原位振动导致的抗生素降解率和抗污染机理的变化规律.研究结果表明:随着淀粉含量的增加,膜的孔隙率和平均孔径随之增加,截留率随之降低;相同情况下过滤120min后,PZT压电分离膜的膜通量比市场上的普通微滤膜高出10.3%,且其可逆污垢占比最小;同时,由于原位振动诱导的空化现象,PZT压电分离膜的抗生素降解率相比于基膜提升了26%;由于原位振动的作用,PZT压电分离膜将膜污染机制由滤饼过滤为主导的复合污染机制转变为膜孔堵塞向滤饼过滤的过渡机制.以期该研究结果为压电膜技术解决抗生素废水处理和膜污染防治问题提供方法与理论支撑.