改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染机理研究.docx

改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染机理研究
摘要：
本文通过对改性聚醚砜(PES)膜在膜生物反应器(MBR)中的应用进行研究，分析了改性PES膜在MBR中的膜阻力和膜污染机理。研究表明，改性PES膜在MBR中具有良好的抗污染性能，不仅可以降低系统的膜阻力，还可以减少膜污染的发生。
关键词：改性PES膜，MBR，膜阻力，膜污染机理
1.引言
膜生物反应器(MBR)是一种集膜、生化和分离功能于一体的新型废水处理技术，其膜组件是决定其运行性能的关键因素。随着科学技术的不断发展，膜材料的种类也越来越丰富，其中聚醚砜(PES)膜由于其良好的物化性质和耐污染性能，在MBR中得到广泛的应用。但是，PES膜在MBR中也存在一些问题，如易发生膜污染导致膜阻力增大等。为了降低这些问题的发生，目前学者们采取了不同的措施对PES膜进行改性，如加入有机改性剂、改变膜表面形态、改变膜孔径等。本文针对改性PES膜在MBR中的应用进行阐述，重点分析其膜阻力和膜污染机理，并提出一些有效的改进措施。
2.改性PES膜在MBR中的应用
PES膜以其良好的耐污染性能和较高的分离效率成为MBR领域中的研究热点。同时，为了进一步提高其性能，目前学者们采取了多种措施对PES膜进行改性。其中有机改性剂是最常用的改性方法之一。尤其是聚乳酸(good卡)、壳聚糖(chitosan)、明胶等有机改性剂都可以显著提高PES膜的抗污染性能[1][2]。此外，通过对PES膜表面形态和孔径的调控，也可以进一步降低其膜阻力和减少膜污染的发生[3]。
3.改性PES膜在MBR中的膜阻力分析
在MBR中，PES膜的膜阻力是决定系统运行性能的关键因素。膜阻力的产生主要来自两个方面：一方面是由于废水中颗粒物等大分子有机物在膜表面上形成一层类似于膜污染的物质而引起的，另一方面是由于膜孔径的限制而引起的。为了降低PES膜在MBR中的膜阻力，学者们采取了多种措施。
首先，使用有机改性剂可以显著降低PES膜在MBR中的膜阻力。研究表明，聚乳酸等有机改性剂可以提高PES膜的抗污染性能，从而降低膜阻力[1][2]。其次，通过改变膜表面形态和孔径也可以降低PES膜在MBR中的膜阻力。例如，研究表明，在PES膜表面生长一层纳米线可以显著降低其膜阻力[4]。此外，增大PES膜孔径也可以降低其膜阻力。研究表明，通过控制PES膜的制备条件，可以得到具有不同孔径的PES膜，其中孔径较大的PES膜由于其良好的通透性可以降低其膜阻力[5]。
4.改性PES膜在MBR中的膜污染机理
MBR中的膜污染是导致系统运行性能下降的主要原因之一。对PES膜的膜污染机理的深入研究可以为降低膜污染提供重要的理论依据。研究表明，废水中悬浮颗粒的沉积和筛分是PES膜污染的主要原因之一[6][7][8]，废水中的有机物和微生物也会在膜表面上形成一层类似于膜污染的物质，从而导致膜角质化和生物污染[9][10]。通过对PES膜的孔径和表面形态的调控，可以有效降低膜污染的程度。研究表明，PES膜表面生长一层纳米线可以增加其抗污染能力[4]。此外，研究还发现，PES膜中加入适量的保护剂可以减少膜污染的发生[11]。
5.结论
通过对改性PES膜在MBR中的应用进行研究，本文分析了其膜阻力和膜污染机理，并探讨了降低膜阻力和膜污染的一些有效措施。研究表明，通过加入有机改性剂、改变膜表面形态和孔径等措施可以显著提高PES膜在MBR中的性能，同时减少膜污染的发生，为MBR技术的推广应用提供了一些新的思路。