混合单体对等离子体法改性PTFE膜微生物亲和性能的影响

王荣昌 赵悦 马翠香 王小燕 膜曝气生物膜反应器 等离子体法表面改性 聚四氟乙烯膜 微生物亲和性

膜材料氧传质性能和微生物亲和性对MABR(膜曝气生物膜反应器)的稳定运行及处理效果有重要影响,为探究混合单体对等离子体法改性PTFE(聚四氟乙烯)膜微生物亲和性能的影响,采用两步等离子体法分别在PTFE膜表面接枝聚合DOPA(左旋多巴)/GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯),Lys(赖氨酸)/GMA,BA(苯胺)/GMA和DEA(乙二胺)/GMA四种混合单体,测定改性前,后PTFE膜的微生物亲和性,并进一步确定最佳混合单体改性PTFE膜的氧传质性能.结果表明:与未改性PTFE膜和仅接枝聚合GMA单体改性复合膜相比,DOPA/GMA,Lys/GMA,BA/GMA和DEA/GMA混合单体改性复合膜表面的微生物亲和性均有提高; Lys/GMA混合单体改性复合膜表面的微生物亲和性最佳,显著高于未改性PTFE膜,膜表面的生物量用ρ(DNA)和ρ(TOC)表示,分别为9.67 ng/μL和103.44 mg/L,比未改性PTFE膜高出34.7%和286.0%,同时其膜表面的生物量增加速度最快;DOPA/GMA和DEA/GMA混合单体改性膜表面的微生物亲和性相近,且高于BA/GMA混合单体改性膜; Lys/GMA混合单体改性复合膜的最大氧传质系数为1.17 m/d(操作压力为35 kPa),显著高于未改性PTFE膜的0.48 m/d(操作压力为11 kPa).研究显示,两步等离子体法接枝聚合的混合单体改性能够同时改善PTFE膜的微生物亲和性和氧传质性能,更适合于制备MABR复合膜,可为开发MABR专用膜材料提供理论基础和技术支持.

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