PVDF超濾膜等離子體改性對(duì)MBR濾餅層污染的改善研究

PVDF超濾膜等離子體改性對(duì)MBR濾餅層污染的改善研究PVDF超濾膜等離子體改性對(duì)MBR濾餅層污染的改善研究

摘要：

膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種新型的廢水處理技術(shù)，其在廢水處理中具有較高的效率和水質(zhì)穩(wěn)定性。然而，MBR在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)面臨濾餅層污染的問(wèn)題，導(dǎo)致膜通量降低和膜堵塞的發(fā)生。本研究旨在探討PVDF超濾膜等離子體改性對(duì)MBR濾餅層污染的改善效果。

關(guān)鍵詞：PVDF超濾膜；等離子體改性；MBR；濾餅層污染

1.引言

隨著工業(yè)化的進(jìn)展和人口的增長(zhǎng)，廢水處理成為一個(gè)迫切的問(wèn)題。膜生物反應(yīng)器（MBR）憑借其高效和穩(wěn)定的廢水處理效果，在近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用。然而，MBR在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)遭遇濾餅層污染的問(wèn)題，其中濾餅層污染是造成膜堵塞和膜通量下降的主要原因之一。因此，尋找改善MBR濾餅層污染的方法具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。

2.PVDF超濾膜等離子體改性

PVDF超濾膜由于其良好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性和較高的膜通量而被廣泛應(yīng)用于MBR系統(tǒng)。為了進(jìn)一步提高其抗濾餅層污染的能力，一種新的方法——等離子體改性被引入。等離子體是一種高能粒子，其可以改變膜表面的性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)等離子體處理，PVDF超濾膜的親水性能得到顯著提高，表面的抗污染性也得到增強(qiáng)。因此，PVDF超濾膜等離子體改性成為一種改善MBR濾餅層污染的有效手段。

3.超濾膜等離子體改性對(duì)濾餅層污染的改善效果

通過(guò)將未經(jīng)等離子體改性的PVDF超濾膜與等離子體改性的PVDF超濾膜進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)等離子體改性的膜具有更好的抗濾餅層污染性能。在MBR系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)等離子體處理的PVDF超濾膜可以減少污泥的粘附和堵塞，從而提高膜通量和延長(zhǎng)膜的使用壽命。

另外，等離子體改性的膜在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的過(guò)程中，濾餅層的形成速度明顯減緩。這是因?yàn)榈入x子體處理后的膜表面形成了一層致密的聚合物層，阻礙了污染物的嵌入和濾餅層的形成。

4.等離子體改性機(jī)理

等離子體改性通過(guò)等離子體與膜表面的物理和化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)膜性能的改善。當(dāng)?shù)入x子體與膜表面發(fā)生碰撞時(shí)，膜表面上的活性基團(tuán)被激活，并與等離子體發(fā)生反應(yīng)。這種反應(yīng)使膜表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而改變了膜的親水性和疏水性。

另外，等離子體改性還可以通過(guò)增加膜表面的粗糙度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)濾餅層污染的抑制。研究發(fā)現(xiàn)，等離子體處理會(huì)使PVDF超濾膜表面形成多孔結(jié)構(gòu)，增加了膜表面積，使得污染物更難附著在膜上。

5.結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)PVDF超濾膜進(jìn)行等離子體改性，探討了其對(duì)MBR濾餅層污染的改善效果。研究結(jié)果表明，等離子體改性的PVDF超濾膜具有更好的抗濾餅層污染性能，能夠顯著提高膜通量和延長(zhǎng)膜使用壽命。等離子體改性機(jī)理主要包括改變膜表面化學(xué)性質(zhì)和增加膜表面粗糙度。綜上所述，PVDF超濾膜等離子體改性是改善MBR濾餅層污染的一種有效手段。然而，還需要進(jìn)一步的研究來(lái)探討等離子體處理對(duì)膜穩(wěn)定性和廢水處理效果的影響，以期提高M(jìn)BR系統(tǒng)的應(yīng)用效果。

綜合以上研究結(jié)果，通過(guò)等離子體改性的PVDF超濾膜可以有效改善MBR濾餅層污染問(wèn)題。等離子體處理后的膜表面形成了致密的聚合物層，阻礙了污染物的嵌入和濾餅層的形成。同時(shí)，等離子體處理還可以增加膜表面的粗糙度，降低污染物的附著。因此，等離子體改