我院刘百仓教授团队近期于期刊Journal of Membrane Science发表题为“高铁酸盐-超滤组合工艺处理页岩气废水的协同机理”的文章。该文章的第一作者为博士研究生唐鹏，通讯作者为刘百仓教授、张永丽教授。
「研究亮点」
1. 高铁酸盐预处理显著缓解超滤膜污染，降低了58%-84%的总污染指数（TFI）和69%-87%的水力不可逆污染指数(HIFI)。
2. 生物聚合物和高分子量腐殖质是造成膜污染的主要污染物。
3. 通过XDLVO理论分析附着/内聚，进一步验证了膜污染移除机理。
「文章简介」
在废水处理过程中，严重的膜污染一直是膜工艺长期运行的巨大挑战和阻碍。本文系统研究了页岩气废水处理过程中高铁酸盐(Fe(VI))预处理对超滤膜污染和水质的影响。结果表明，Fe(VI)预处理显著地缓解了膜污染，并略微改善了出水水质，并且水力不可逆污染指数和总污染指数分别下降69%~87%和58%~84%。本文还基于经典孔隙堵塞模型研究、膜污染指数与水质的相关性研究，并结合XDLVO理论，综合阐明了膜污染的协同移除机理：①堵塞膜孔的大分子有机物(高分子腐殖质和生物聚合物)被Fe(VI)氧化成低组分有机物或被Fe(VI)氧化去除；②Fe(VI)预处理提高了污染物-污染物的凝聚自由能，使污物更亲水、更稳定，增加了膜-污染物之间的粘附自由能，使污物更难沉积在膜表面。整体来说，本文研究认为在处理页岩气废水等复杂废水时，Fe(VI)预处理在缓解超滤膜污染方面具有较大应用潜力。
图1. 不同高铁酸盐投量下，超滤膜跨膜压差(TMP)的增长趋势(A); 总污染指数(TFI)和水力不可逆污染指数(HIFI)的变化(B)。
图2.高铁酸盐预处理后，污染物表面张力参数(A)和污染物-污染物的凝聚自由能，膜-污染物之间的粘附自由能(B)。
图3. 膜污染指数与进水水质的相关性分析
「原文信息」
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.119921
「部分作者介绍」
第一作者
博士生：唐鹏
通讯作者
刘百仓教授
工作单位：四川大学新能源与低碳技术研究院
通讯邮箱：bcliu@scu.edu.cn
先进膜与水资源可持续利用团队
http://www.baicangliu.org
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