En beslutningstræanalyse hjælper med at afsløre den skyldige del af NOM.
Figur 1: Beslutningstræ til identifikation af lavtryksmembranbegroninger-
I det forrige indlæg for at finde ud af, hvilken fraktion af naturligt organisk stof (NOM) der var ansvarlig for lav-begroning af membraner. Fra adskillige forskningsartikler, der hver især ser på membranbegroningspotentialet af kun en eller to af de mange NOM-karakteristika på én gang, en beslutning om at samle så mange af resultaterne som muligt i en beslutningstræanalyse for at se, om man kunne sammensætte en konsistent tendens. Hvis det er tilfældet, kan dette beslutningstræ bruges som en vejledning til at bestemme forbehandlingskrav til lav-trykmembraner. Huller i beslutningstræet kan hjælpe med at lede, hvor der er behov for yderligere forskning.
Ved udviklingen af beslutningstræet bruges fire meget gode artikler, der tilsammen evaluerer virkningerne af en lang række NOM- og membranegenskaber, til at kompilere figur 1.
Konklusionerne
Fra beslutningstræet er det ret tydeligt, at den NOM, der er ansvarlig for tilsmudsning af lav-trykmembraner, kommer fra fraktionen med høj molekylvægt. Inden for denne fraktion er det specifikt det hydrofile materiale bestående af kulhydrater (polysaccharider og proteiner) og kolloider, der forårsager membranforurening. Selvom de fire forskningsprojekter ikke alle kiggede på det samme sæt af NOM-karakteristika (Hvordan bare så på størrelse, så Yamamura på funktionalitet og ladning, mens Lee og Humbert så på størrelse og funktionalitet), når de blev plottet på beslutningstræet, kan det ses, at forskningsresultaterne for hver parameter er konsistente.
Howe's antagelse om, at de NOM-begroninger, der fjernes ved koagulation, er mere hydrofobe og sure, var i modstrid med de andre forskningsresultater, men hans resultater om, at det kolloide materiale med stor molekylvægt (MWt) er ansvarlig for begroning, stemmer overens med den anden forskning. Howe og Lee fandt også ud af, at porestørrelsen er vigtig, hvor tilsmudsning af mikrofiltreringsmembraner (MF) er mere tilbøjelige til at ske via poreblokering, som er sværere at vende, sammenlignet med ultrafiltreringsforurening (UF), som opstår ved gellagsdannelse (UF-porer er en størrelsesorden mindre end MF-porer). Det meste af forskningen konkluderede, at negativt ladet humics ikke er en væsentlig membranforurening, sandsynligvis på grund af elektrostatisk frastødning med membranmaterialerne, som også er negativt ladede.
Ud over påvirkningen af NOM-fraktioner fandt Yamamura ud af, at specifikke membranmaterialer kan påvirke graden af tilsmudsning, hvor den større elektronegativitet af membraner resulterer i stærkere hydrogenbinding af hydrofil NOM sammenlignet med membraner med en lavere elektronegativitet.
Efter at have samlet dette beslutningstræ begynder mysteriet om, hvilken brøkdel af NOM, der er ansvarlig for lav-membranbegroning, at opklare.
Referencer
1. Howe, K; Clark, M; "Effect of coagulation pretreatment on membrane performance", Journal AWWA, april 2006.
2. Lee, N; Amy, G; Croue, J; Buisson, H; "Identifikation og forståelse af begroning i lav-trykmembran (MF/UF) filtrering af naturligt organisk stof (NOM)", Water Research 38 (2004), 4511-4523.
3. Humbert, H; Gallard, H; Jacquemet, V; Croue, J; "Kombination af koagulering og ionbytning til reduktion af UF-begroningsegenskaber af overfladevand med højt DOC-indhold", Water Research 41(2007) 3803-3811.
4. Yamamura, H; Kimura, K; Okajima, T; Tokumoto, H; Watanabe, Y; "Affinity of Functional Groups for Membrane Surfaces: Implications for Physically Irreversible Fouling", Environmental Science & Technology, Vol. 42, No. 14, 2008.
