[發(fā)明專利]一種采用有序介孔炭識別水相中超濾膜污染物的方法

有效

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• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104111314A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂斯濠;梁志輝;曾燕艷;范洪波;劉嘯天;彭敏
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N33/00
• 代理公司: 廈門市新華專利商標(biāo)代理有限公司 35203
• 代理人: 徐勛夫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域技術(shù)、膜分離技術(shù)領(lǐng)域、炭材料吸附領(lǐng)域，尤其是指一種采用有序介孔炭識別水相中超濾膜污染物的方法。

背景技術(shù)

近年來，為了更好地控制膜污染，科研人員試圖從水體復(fù)雜的物質(zhì)體系中分離出主要的膜污染物，以便采取針對性的措施，選擇性地去除主要膜污染物來實現(xiàn)控制膜污染的目的。

為了解析水體中各種有機物對膜污染的影響程度和作用機理，人們主要通過如下三種途徑進(jìn)行研究：

（1）采用模擬污染物，例如：用BSA、海藻酸鈉（或葡聚糖）、腐殖酸等分別代表水體中的蛋白質(zhì)、多糖與腐殖質(zhì)類有機物，通過膜過濾實驗?zāi)M考察不同物質(zhì)的污染機理。

（2）采用非離子樹酯（DAX-8和XAD-4）對水體中的親水性組分（HPI）、疏水性組分（HPO）及過渡親水組分（TPI）進(jìn)行分離，分別考察其作用機理；或在DAX-8和XAD-4的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步結(jié)合其它樹脂（例如，陰離子樹脂IRA-958、DEAE-?Diethylaminoethylcellulose柱）對水體有機物進(jìn)行細(xì)分，考察其作用機理并識別主要膜污染物。

（3）采用預(yù)處理（常用預(yù)處理方法有混凝、沉淀、過濾（包括生物過濾）、臭氧化、活性炭吸附等）來改變水體中有機物的組成，考察預(yù)處理前后水體的物質(zhì)變化及其對應(yīng)的膜過濾效果，分析各種物質(zhì)的膜污染機理。?

當(dāng)然，還有一些研究將這些方法進(jìn)行相互結(jié)合來研究水體UF膜的污染機理。相對而言，上述前兩種方法主要從有機物質(zhì)的個體影響方面考察水體有機物對膜的污染，上述方法（3）則在個體影響的基礎(chǔ)上兼顧了多種有機物的共同作用，對于指導(dǎo)實際水處理工程具有更好的指導(dǎo)意義。

但是，整體而言，利用目前的方法對水體中造成超濾膜污染的主要有機物的認(rèn)識仍然不夠準(zhǔn)確，無法準(zhǔn)確界定主要膜污染物的分子量大小和物質(zhì)類型。因此，有必要研究出一種新的識別方法來準(zhǔn)確識別水相中的超濾膜污染物，以便于有效控制超濾膜的污染。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失，其主要目的是提供一種采用有序介孔炭識別水相中超濾膜污染物的方法，其能從有機物分子量與物質(zhì)類型方面準(zhǔn)確識別水相中的超濾膜污染物，為有效控制超濾膜的污染提供科學(xué)依據(jù)，該種識別方法簡單有效且經(jīng)濟(jì)可行，有利于推廣應(yīng)用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案：

一種采用有序介孔炭識別水相中超濾膜污染物的方法，包括如下步驟：

（1）選擇一種水樣分成若干份待測水樣，并對其中一待測水樣進(jìn)行分析以確定污染物種類及濃度；

（2）對前述若干份待側(cè)水樣進(jìn)行編號，并采用不同孔徑的有序介孔炭分別對該若干份待側(cè)水樣進(jìn)行吸附處理，以得到若干份被吸附處理后的水樣；

（3）對前述若干份被吸附處理后的水樣進(jìn)行分析，以確定每份待測水樣中被吸附去除的污染物種類與濃度，并記錄不同編號待測水樣中去除量最多的污染物種類；

（4）對前述若干份被吸附處理后的水樣進(jìn)行超濾膜過濾，記錄不同編號水樣的膜通量，并依據(jù)膜通量大小將其編號進(jìn)行排序，膜通量大的水樣編號其于步驟（3）中相應(yīng)記錄的去除量最多的污染物種類對膜的影響程度也大，則依據(jù)膜通量大小排序確定不同編號污染物對膜污染的影響程度，以識別該水樣中的超濾膜污染物。

作為一種優(yōu)選方案，所述步驟（2）中，有序介孔炭與相應(yīng)水樣混合、攪拌吸附。

作為一種優(yōu)選方案，所述步驟（3）中，先分離被吸附處理后的水樣的上清液，對上清液中污染物的種類及濃度進(jìn)行分析；所述步驟（4）中，超濾膜對前述分離出來的上清液進(jìn)行過濾，以記錄前述不同編號水樣的膜通量。

作為一種優(yōu)選方案，所述步驟（2）中不同孔徑有序介孔炭對水樣進(jìn)行吸附處理時的條件相同，即單位重量水樣在吸附時所采用的介孔炭比表面積、吸附時間、吸附溫度以及吸附過程均相同。

作為一種優(yōu)選方案，所述步驟（1）和步驟（3）中分析確定污染物種類及濃度時采用的檢測方法為氣質(zhì)聯(lián)用、液質(zhì)聯(lián)用、紫外光譜、紅外光譜、凝膠色譜、能譜儀、激光粒度儀中的一種或幾種相結(jié)合。

作為一種優(yōu)選方案，所述步驟（2）中的有序介孔炭為模板法制備的有序介孔炭，其孔徑均一，且孔徑大小在2-50nm范圍內(nèi)。

作為一種優(yōu)選方案，所述步驟（4）中的超濾膜為板式超濾膜、卷式超濾膜、中空纖維式超濾膜、管式超濾膜中任何一種，其超濾膜材料為PVDF、PE、PS、PES中任何一種；所述超濾膜為復(fù)合膜或均相膜。