PVDF超濾膜等離子體改性對MBR濾餅層污染的改善研究

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

摘要：

膜生物反應器（MBR）是一種新型的廢水處理技術，其在廢水處理中具有較高的效率和水質穩(wěn)定性。然而，MBR在長時間運行后會面臨濾餅層污染的問題，導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MBR濾餅層污染的改善效果。

關鍵詞：PVDF超濾膜；等離子體改性；MBR；濾餅層污染

1.引言

隨著工業(yè)化的進展和人口的增長，廢水處理成為一個迫切的問題。膜生物反應器（MBR）憑借其高效和穩(wěn)定的廢水處理效果，在近年來得到廣泛應用。然而，MBR在長時間運行后會遭遇濾餅層污染的問題，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用價值。

2.PVDF超濾膜等離子體改性

PVDF超濾膜由于其良好的機械性能、化學穩(wěn)定性和較高的膜通量而被廣泛應用于MBR系統(tǒng)。為了進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。研究發(fā)現，通過等離子體處理，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。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濾餅層污染的改善效果

通過將未經等離子體改性的PVDF超濾膜與等離子體改性的PVDF超濾膜進行對比試驗，研究發(fā)現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，經過等離子體處理的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膜的使用壽命。

另外，等離子體改性的膜在長時間運行的過程中，濾餅層的形成速度明顯減緩。這是因為等離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.等離子體改性機理

等離子體改性通過等離子體與膜表面的物理和化學反應來實現對膜性能的改善。當等離子體與膜表面發(fā)生碰撞時，膜表面上的活性基團被激活，并與等離子體發(fā)生反應。這種反應使膜表面的化學結構發(fā)生變化，進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增加膜表面的粗糙度來實現對濾餅層污染的抑制。研究發(fā)現，等離子體處理會使PVDF超濾膜表面形成多孔結構，增加了膜表面積，使得污染物更難附著在膜上。

5.結論

本研究通過對PVDF超濾膜進行等離子體改性，探討了其對MBR濾餅層污染的改善效果。研究結果表明，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膜使用壽命。等離子體改性機理主要包括改變膜表面化學性質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，還需要進一步的研究來探討等離子體處理對膜穩(wěn)定性和廢水處理效果的影響，以期提高MBR系統(tǒng)的應用效果。

綜合以上研究結果，通過等離子體改性的PVDF超濾膜可以有效改善MBR濾餅層污染問題。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，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