响应曲面法优化电絮凝—陶瓷微滤膜过滤工艺的研究*
2016-03-13姚吉伦庞治邦
环境污染与防治 2016年3期
周 振 姚吉伦 庞治邦 刘 波
(后勤工程学院国家救灾应急装备工程技术研究中心,重庆 401311)
膜分离技术以化学位差或压力差作为推动力,利用膜材料对混合物中各类物质渗透率的不同,实现物质分离、富集与纯化[1]。自20世纪40年代,陶瓷微滤膜开始用于核燃料的分离与提纯[2],由于其具有化学性质稳定、耐酸碱及有机溶剂、机械强度高、抗极端气候等优点而广泛运用于膜分离领域中[3-4]。在实际运行中,将陶瓷微滤膜直接用于池塘水、水库水等有机物含量较高的微污染水源水处理时,膜孔阻塞严重,膜通量衰减迅速。基于此,考虑增加预处理工艺提高陶瓷微滤膜的产水量,延缓膜污染。
电絮凝技术是通过外电场作用迫使铝、铁等可溶性金属阳极氧化溶解,生成大量金属阳离子,而阴极板附近的氢离子还原产生大量微气泡和氢氧根离子[5-6]。其净水机制主要有:(1)絮凝。阳极溶解的金属阳离子与阴极产生的氢氧根离子接触,反应生成的物质吸附凝聚水中的污染物质;(2)气浮。阳极析氧反应和阴极析氢反应形成的微小气泡可吸附、浮载水中的杂质;(3)氧化还原。污染物被吸附到电解板表面直接发生电子得失而被降解,另外电解过程中产生的自由基、活性氧等强氧化剂和新生态氢、亚铁离子等还原物质可使污染物被间接氧化还原[7]。
电絮凝设备简单,结构紧凑,占地面积小,操作维护方便,易与其他工艺组合使用,是一种颇具竞争力的净水技术[8-10]。但是,电絮凝单独用于净化地表水时固液分离处理时间长、能耗高,不利于移动装备的开发,电絮凝—陶瓷微滤膜(EC/CMF)工艺不仅能延缓膜污染,提高系统产水量,而且能缩短电絮凝时间,降低能耗。……
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