pH和共存金属离子对膜蒸馏中的硅垢行为和形态转变的影响

摘要

膜蒸馏（MD）作为热驱动的膜分离工艺，在高盐废水的分离和净化方面具有较强的优势。然而，在膜蒸馏过程中，不可避免地会发生硅结垢，这严重影响了系统性能。针对这一问题，本研究探讨了pH和共存金属离子(Ca²⁺、Mg²⁺)对膜蒸馏过程中二氧化硅结垢和形态转变的影响。结果表明：当pH<6时，归一化渗透通量的下降幅度小于10%;随着pH的增加，渗透通量发生了显著下降，尤其在pH为9和10时，归一化渗透通量分别下降46.9%和36.6%;水样中二氧化硅迅速聚合成线性低聚物阻塞膜孔。此外，Ca²⁺和Mg²⁺的存在会促使二氧化硅聚合，形成更为致密的硅垢。这导致在膜蒸馏处理含硅溶液11 h后，归一化渗透通量下降约90%。

关键词

硅垢 / 膜蒸馏 / 共存金属离子 / 硅形态转变

基金资助

上海自然科学基金(No.20ZR1400100); 中央高校基本科研业务费专项基金(CUSF-DH-T-2023060)