活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　活性炭吸附对微滤膜性能的影响。结果表明，活性炭预处理在10-200 mg / L 的剂量下，溶解有机碳(DOC)和254 nm紫外吸收光谱(UV 254)都能提供高有机物去除率。通过MF膜过滤去除有机物质的去除效率随着活性炭吸附的有机物去除率的增加而降低。活性炭主要去除约3kDa分子量的有机物质。在活性炭吸附后，膜在膜上保持超过5kDa的有机物质。膜过滤结果表明，活性炭预处理略微促进膜通量，不管活性炭剂量如何。似乎有机物污垢膜集中在超过3kDa的微滤膜。活性炭去除显着小于3kDa 微滤膜有机物质，并且对超过3kDa有机物质的影响较小。因此，活性炭不能减少膜污染。

　　膜污染是在水处理的重要问题之一。膜结垢导致膜通量降低和性能差。一些研究表明，天然有机物质(NOM)是饮用水中负责微滤膜污染或超滤主污物。为了减少有机物质污染膜，活性炭吸附是一种很好的选择。

　　活性炭广泛用作水处理中的吸收剂。活性炭具有用于天然有机物质良好的吸附性能，因此它被采用作为预处理，以减少膜污染和提高膜性能。然而，活性炭在提高膜性能方面的效率得到了不同的结论。一些研究表明，活性炭可以增强膜通量当活性炭保持膜表面 。活性炭悬浮在活性炭/超滤系统中的作用是吸附低分子腐殖酸(HA)。膜提供阻止活性炭通过的物理屏障，从而确保吸附在活性炭上的有机化合物的保留。发现活性炭可能导致形成更大的絮凝颗粒，并且通过用活性炭预处理来减轻每个过滤循环期间的可逆TMP增加。研究天然有机物质在耦合超细活性炭/微滤膜工艺中的作用表明，天然有机物质被证明是膜污染和超细活性炭的主要原因，活性炭与单独的天然有机物质相比实际上减少了结垢。然而，一些研究人员报道说，活性炭的存在加重膜污染或对膜通量无影响。 发现在反洗水中观察到活性炭颗粒，因为它们在污垢层生长过程中可能积聚。得出结论，活性炭既不促进也不控制膜可逆结垢。

　　在本研究中，活性炭用于处理微滤膜前的预处理，用于处理地表水。实验的主要目的是研究活性炭对膜性能的影响，特别关注活性炭-微滤膜工艺对有机物去除率的影响以及膜通量的提高。采用木质活性炭。粒度分布为：>74μm-71%，>44μm-95%。使用前，通过加入少量去离子水均匀化活性炭。分别在原水中加入10,50,100,200mg / L的特殊活性炭剂量。本实验采用黄浦江地表水。将活性炭加入水样中，并以100rpm和30分钟快速混合搅拌1分钟，以30rpm缓慢混合，然后用0.45μm过滤器过滤水样品。将过滤水样品用于以下膜过滤。

　　活性炭和微滤工艺的溶解有机碳和UV254去除率

　　在活性炭通过微滤膜吸附的原水后，活性炭和UV254的效率如图2所示。从图中，活性炭具有较高的溶解有机碳去除率。活性炭剂量为10-200 mg / L时，溶解有机碳去除率从3.0%提高到59.8%。当活性炭吸附后，微滤膜过滤水样，溶解有机碳去除渗透物从21.1%稳定增加至62.2%。然而，随着活性炭剂量的增加，微滤膜的溶解有机碳去除量略有增加。

　　与溶解有机碳相比，UV254的去除率高。随着活性炭剂量从10mg / L增加到200mg / L，超滤吸收去除率从10.1%增加到70.3%。与微滤过滤后的溶解有机碳去除率类似，活性炭用量越高，微滤膜去除的UV254越低。活性炭可能会获得溶解有机碳和UV254的高去除率，活性炭含量高，残留的有机物质可以被膜去除。

　　在上述研究中，活性炭具有较高的有机物去除率。然而，即使在200mg / L的非常高的剂量下，活性炭也不能改善膜通量。原水有机质的微滤浓度为2-7kDa，特别是3-5kDa。活性炭吸附的有机物质浓度约为3kDa 水中有机物分子量。显然，活性炭对较高的水中有机物分子物质影响不大。

　　在本研究中，微滤膜过滤后原水的疏水性/亲水性变化如图6所示。可以看出，微滤膜主要去除疏水性有机物质。图7显示膜过滤前后原水中不同水中有机物分子量的疏水性/亲水性变化。膜过滤后，疏水性有机质的比例明显下降，特别是2-7 kDa 有机物。相比之下，亲水性有机物的比例明显增加。在本研究中，使用亲水性PVDF膜。结果，疏水性物质不能通过膜并停留在膜表面上。亲水有机物容易通过膜，然后渗透物中亲水性有机物的比例明显增加。膜有机污染物似乎是以2-7kDa 为重点的疏水性有机物质。活性炭仅部分吸附了2-7 kDa 有机物，并略微促进了膜污染。这是因为活性炭显着地去除了有机物质，同时增强了膜通量。

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