两种氧化型清洗剂对高分子超滤膜性能和特性的影响

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化学清洗是超滤系统运行中的必要环节,现阶段常用的膜清洗剂是次氯酸钠(NaClO),NaClO作为清洗剂在使污染物从膜上脱离的同时会与高分子膜材料及添加剂反应,改变膜的化学组成与理化性质,进而影响膜的截留性能和使用寿命。针对上述问题,本文通过模拟化学清洗实验首先研究了NaClO清洗条件对聚醚砜(PES)膜和聚偏氟乙烯(PVDF)膜性能和特性的影响规律,然后考察了过氧化氢(H2O2)对有机污染的清洗效果和对膜性能及特性的影响,探讨了其作为膜清洗剂的可行性。论文主要结论如下:(1)NaClO对PES和PVDF膜性能影响方面,pH 3-11的NaClO溶液均使PES膜对有机物的截留能力下降,纯水通量明显增大,其中中性和弱碱性条件下影响最为明显;PVDF膜对NaClO耐受性明显好于PES膜,且NaCl O溶液的pH对PVDF膜纯水通量和截留能力变化无明显影响。(2)膜表面化学组成和特性分析表明,在本研究考察的接触剂量(500 ghL-1)下,NaClO造成了PES分子链断裂,特别是弱碱性和中性条件下最为显著;但不同pH的NaClO均未造成PVDF分子结构明显变化。对于添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP),酸性条件下NaClO几乎将PVP完全氧化,但其氧化产物并未流失,而在中性及弱碱性条件下,氧化产物大部分从膜上流失。(3)对受腐殖质(HS)污染的超滤膜(UF)的清洗实验表明,强碱性条件下H2O2清洗的效率与NaClO清洗相当,但其他pH下H2O2的清洗效率明显低于NaClO;对有机物分子量分布和荷电性的分析表明NaClO可以在pH 9和11下使HS性质发生明显变化,而H2O2仅在pH 11时造成HS性质的明显改变。(4)相同接触剂量下,H2O2对PES和PVDF膜透水能力、截留能力和抗污染性的影响显著低于NaClO;对于PES和PVDF膜,H2O2未造成膜主体材料分子链结构的改变,仅导致添加剂PVP一定程度的氧化和从膜表面流失,从而使膜界面性质有所改变,但变化幅度明显小于NaClO清洗导致的改变。
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