PVDF超滤膜等离子体改性对MBR滤饼层污染的改善研究

PVDF超滤膜等离子体改性对MBR滤饼层污染的改善研究PVDF超滤膜等离子体改性对MBR滤饼层污染的改善研究

摘要：

膜生物反应器（MBR）是一种新型的废水处理技术，其在废水处理中具有较高的效率和水质稳定性。然而，MBR在长时间运行后会面临滤饼层污染的问题，导致膜通量降低和膜堵塞的发生。本研究旨在探讨PVDF超滤膜等离子体改性对MBR滤饼层污染的改善效果。

关键词：PVDF超滤膜；等离子体改性；MBR；滤饼层污染

1.引言

随着工业化的进展和人口的增长，废水处理成为一个迫切的问题。膜生物反应器（MBR）凭借其高效和稳定的废水处理效果，在近年来得到广泛应用。然而，MBR在长时间运行后会遭遇滤饼层污染的问题，其中滤饼层污染是造成膜堵塞和膜通量下降的主要原因之一。因此，寻找改善MBR滤饼层污染的方法具有重要的理论和应用价值。

2.PVDF超滤膜等离子体改性

PVDF超滤膜由于其良好的机械性能、化学稳定性和较高的膜通量而被广泛应用于MBR系统。为了进一步提高其抗滤饼层污染的能力，一种新的方法——等离子体改性被引入。等离子体是一种高能粒子，其可以改变膜表面的性质。研究发现，通过等离子体处理，PVDF超滤膜的亲水性能得到显著提高，表面的抗污染性也得到增强。因此，PVDF超滤膜等离子体改性成为一种改善MBR滤饼层污染的有效手段。

3.超滤膜等离子体改性对滤饼层污染的改善效果

通过将未经等离子体改性的PVDF超滤膜与等离子体改性的PVDF超滤膜进行对比试验，研究发现等离子体改性的膜具有更好的抗滤饼层污染性能。在MBR系统中，经过等离子体处理的PVDF超滤膜可以减少污泥的粘附和堵塞，从而提高膜通量和延长膜的使用寿命。

另外，等离子体改性的膜在长时间运行的过程中，滤饼层的形成速度明显减缓。这是因为等离子体处理后的膜表面形成了一层致密的聚合物层，阻碍了污染物的嵌入和滤饼层的形成。

4.等离子体改性机理

等离子体改性通过等离子体与膜表面的物理和化学反应来实现对膜性能的改善。当等离子体与膜表面发生碰撞时，膜表面上的活性基团被激活，并与等离子体发生反应。这种反应使膜表面的化学结构发生变化，进而改变了膜的亲水性和疏水性。

另外，等离子体改性还可以通过增加膜表面的粗糙度来实现对滤饼层污染的抑制。研究发现，等离子体处理会使PVDF超滤膜表面形成多孔结构，增加了膜表面积，使得污染物更难附着在膜上。

5.结论

本研究通过对PVDF超滤膜进行等离子体改性，探讨了其对MBR滤饼层污染的改善效果。研究结果表明，等离子体改性的PVDF超滤膜具有更好的抗滤饼层污染性能，能够显著提高膜通量和延长膜使用寿命。等离子体改性机理主要包括改变膜表面化学性质和增加膜表面粗糙度。综上所述，PVDF超滤膜等离子体改性是改善MBR滤饼层污染的一种有效手段。然而，还需要进一步的研究来探讨等离子体处理对膜稳定性和废水处理效果的影响，以期提高MBR系统的应用效果。

综合以上研究结果，通过等离子体改性的PVDF超滤膜可以有效改善MBR滤饼层污染问题。等离子体处理后的膜表面形成了致密的聚合物层，阻碍了污染物的嵌入和滤饼层的形成。同时，等离子体处理还可以增加膜表面的粗糙度，降低污染物的附着。因此，等离子体改