高欣玉,纵瑞强,王 平,3,梁 爽* (.山东大学环境科学与工程学院,山东 济南 5000；.天茁生物科技有限公司,上海 03；3.江苏省苏州市张家港市环境保护局,江苏 苏州 5600)

微滤过程中的膜污染现象因其限制微滤膜的广泛应用而受到众多学者的关注[1-9].多糖是微滤膜不可逆污染的重要污染物质[10],多以海藻酸钠为代表[11-13].溶液pH值、离子强度等会影响海藻酸钠的性质[14-15],进而影响海藻酸钠对微滤膜的污染行为,而 pH值对海藻酸钠微滤膜污染影响的研究较少.

在海藻酸钠微滤过程中,随着海藻酸钠向膜面的靠近,界面相互作用力决定了海藻酸钠在膜面上的沉积吸附.不同离子强度及钙离子浓度条件下,海藻酸钠分子之间的静电力可以定性解释微滤膜污染行为[12,15-16].xDLVO理论作为一种定量研究界面相互作用力的方法[17],已应用到膜污染研究中[18-22],且成功解释了反渗透(RO)膜海藻酸钠污染行为[23-24],但在微滤膜的海藻酸钠污染中少有应用.

本研究运用xDLVO理论定量解析不同pH值下微滤膜海藻酸钠污染中的界面相互作用,评价不同界面相互作用对膜污染的贡献以及理论预测与污染实验结果之间的相关性,旨在为实际工艺运行中过滤溶液pH值的调节提供理论依据,同时指导工艺运行中对主要膜污染影响因素进行控制与改善,从而减缓膜污染.

1 材料与方法

1.1 xDLVO理论

根据 xDLVO理论,水溶液中界面相互作用能为范德华力(LW)、极性作用力(AB)和双电层作用力(EL)界面作用能之和[17].

式中:下标m, l, p分别表……