湖北大学资源环境学院胡惠秩副教授及其研究生徐芳日前在国际知名期刊《Water Research》发表研究论文“Achieving zero fouling in the ultrafiltration for secondary water supply systems in the absence of residual chlorine”。

超滤(UF)技术广泛应用于二次供水系统(SWSS)，以提供高质量的饮用水。然而，严重的膜污染导致频繁的清洗，使超滤维护密集。胡惠秩团队试图验证UF在SWSS中无需清洗即可实现零污垢的可行性，即污垢阻力可以保持很长时间而不增加。在不同的通量下运行了终端超滤系统，包括含氯和不含氯，并监测了过滤过程中污垢层的形成。结果表明，在不含氯的情况下，在10 L/(m²h)的通量下成功实现了零污染，三个月的跨膜压力没有增加。这种零污染现象归因于形成了一个自我调节的生物污染层。该生物结垢层可以降解沉积的污垢，并且在饼层微生物活动的促进下具有松散的形态。虽然余氯当通量为30 L/(m²h)时，污染率降低了一半，但在较低通量为10 L/(m²h)时，由于其对微生物活性的抑制作用，阻碍了零污染的实现。超滤间歇操作在高通量(如30 L/(m²h))下可有效实现零结垢。这主要是由于在间歇过滤暂停期间，积垢物的生物降解和生物污垢层的膨胀，促使形成结构松散、成分平衡的生物污垢层。

该研究是第一次尝试在超滤中实现SWSS的零污染，研究结果可能为开发免清洗和低维护的膜工艺提供有价值的见解。胡惠秩副教授为第一作者，湖北大学为第一完成单位，该项研究与武汉大学邵森林团队合作，得到国家自然科学基金的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121281

（审稿：彭宇）