天然有機物親疏水性對外加電場薄膜程序之積垢影響研究

摘要本研究將腐植質以DAX-8樹脂分離成親水性與疏水性水樣,進行UF薄膜外加電場掃流過濾程序,並且於3種不同膜孔大小之薄膜及施加4種電場強度下進行實驗操作,於未施加電場的情況下,親水性水樣的通量衰減大於疏水性水樣,薄膜膜孔大者通量衰退程度大於膜孔小者,腐植質去除率方面是膜孔小者去除率高,親水性水樣則因較易積垢反而使去除率高於疏水性水樣,以阻力串聯分析積垢情形,發現親水性水樣主要造成不可逆積垢,而疏水性水樣則是可逆與不可逆積垢較為平均,故在清洗操作上,疏水性水樣與親水性水樣相較,更具工程應用優勢。於施加電場的情況下過濾腐植質,過濾通量隨電場強度增加而增高,薄膜積垢阻力藉由施加電場所引起電泳動作用有效減少,分析積垢形式發現電場作用使親疏水性水樣之總積垢阻力均可減少,去除率方面隨電場增高而提升,顯見電泳作用使膜面腐植質濃度降低,因此能提高薄膜對NOM的去除,但即使於高電場強度作用下,去除率仍與薄膜膜孔大小高度相關,顯示於外加電場程序下,膜孔大小仍是影響去除率高低的重要因素,但施加電場能輔助提高去除率;不同親疏水性水樣於外加電場程序的表現不論是減緩積垢進而增加過濾通量或是提升去除效率的表現,都是疏水性水樣比較優異,與粒子電泳動試驗比較,發現疏水性水樣粒子電泳動能力較高,推論粒子電泳動能力與薄膜外加電場程序之成效具正相關性,結論是此薄膜外加電場程序適合處理電泳動能力較高的疏水性水樣,可以明顯提高過濾通量及去除效率,且就總淨出水量加以評估,疏水性水樣則較親水性之水樣可有效增加,故對原水中之腐植質成分含疏水性NOM比例較多之情況下,更顯外加電場之UF薄膜過濾應用潛力。關鍵字:天然有機物、親疏水性、外加電場薄膜程序、膜孔大小

作者:王耀晟