（環(huán)境工程專業(yè)論文）以納濾為核心的直飲水組合工藝優(yōu)化研究.pdf

摘要 納濾膜作為主體工藝用于直飲水的制備，所面臨的主要問題是：膜污染造成 的水通量下降，以及膜壽命的降低。本文以市政自來水為原水，對比研究了燒結(jié) 活性炭、顆粒活性炭和微濾作為納濾的預(yù)處理技術(shù)時(shí)對污染物的去除規(guī)律以及對 膜污染的影響。探討了高梯度磁分離技術(shù)在減緩膜的通量衰減，改善膜表面的無 機(jī)結(jié)垢等方面的影響，在此基礎(chǔ)上確定了合理的納濾組合工藝，并進(jìn)行了連續(xù)一 個(gè)月的中試運(yùn)行。主要研究結(jié)論如下： 首先，通過對比椰殼材質(zhì)的顆?；钚蕴亢蜔Y(jié)活性炭的凈水效果，發(fā)現(xiàn)顆粒 活性炭對污染物的去除效果全面優(yōu)于燒結(jié)活性炭，比表面積及孔徑分布分析也發(fā) 現(xiàn)顆粒炭的比表面積和孔容積都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于燒結(jié)炭。由此確定選擇顆?；钚蕴孔鳛?備選的納濾預(yù)處理工藝之一。 以市政自來水作為進(jìn)水，全面對比研究了顆?；钚蕴窟^濾和微濾膜過濾兩種 預(yù)處理工藝對污染物的去除規(guī)律，結(jié)果表明，微濾膜能夠有效降低進(jìn)水濁度，但 對水中溶解性有機(jī)物基本沒有去除能力；而活性炭雖然對濁度的去除能力相對較 差，但對有機(jī)物有很好的去除能力。通過對兩種預(yù)處理工藝后續(xù)納濾膜的通量衰 減規(guī)律及膜污染物成分分析，認(rèn)為活性炭過濾可以有效減緩納濾膜的有機(jī)物污 染，但由于炭床內(nèi)細(xì)菌的大量滋生，出水細(xì)菌總數(shù)較高，易引起膜的生物污染； 而微濾在有效控制膜的不溶性顆粒物污染的同時(shí)，不會引起膜的生物污染。但總 體來說，活性炭過濾能夠更有效的減緩后續(xù)納濾膜的通量衰減。 高梯度磁分離對水中的鐵有很好的去除效果，并且鐵的去除效果受填充率、 磁化時(shí)間、進(jìn)水流速等因素的影響。通過配水實(shí)驗(yàn)證明，高梯度磁化能夠改變碳 酸鈣晶體在膜表面的析出形態(tài)，磁化后膜表面致密的方解石形態(tài)碳酸鈣數(shù)量明顯 減少，這將更有利于膜面上結(jié)垢層的去除。配水和自來水的連續(xù)膜過濾過程都證 明磁化能夠在一定程度上減緩膜通量的衰減，改善納濾膜的運(yùn)行性能。 通過對幾種不同預(yù)處理工藝的系統(tǒng)研究，最終確定合理的納濾組合工藝為： “活性碳過濾器+ 高梯度磁化器+ 納濾”。連續(xù)一個(gè)月的運(yùn)行監(jiān)測證明，納濾膜運(yùn) 行性能穩(wěn)定，對有機(jī)物、鹽分、微生物都有很高的脫除效果，產(chǎn)水達(dá)到了優(yōu)質(zhì)飲 用水的要求。 關(guān)鍵詞：預(yù)處理工藝、膜污染、高梯度磁化、納濾、直飲水 a bs t r a c t o n eo ft h em o s ti m p o r t a n tp r o b l e mi na p p l y i n gn fm e m b r a n et e c h n o l o g ya st h e m a i np r o c e s st op r o d u c ed i r e c td r i n k i n gw a t e ri st h ei n e v i t a b l ef o u l i n go fm e m b r a n e s w h i c hc a u s et h ed e c l i n eo ff l u xa n dt h ef a l lo fl i f e i nt h i ss t u d y ，w eu s e m u n i c i p a lt a p w a t e r 嬲t h er a ww a t e r t h ei n f l u e n c eo fd i f f e r e n tp r e t r e a t m e n tp r o c e s s e s ( s i n t e r e d a c t i v a t e dc a r b o n ，g r a n u l a ra c t i v a t e dc a r b o na n dm i c r of i l t r a t i o n ( m ) ) o fn a n o f i l t i o n ( n f ) s y s t e mo np o l l u t a n t sr e m o v a la n dm e m b r a n ef o u l i n gw a sc o m p a r e di nt h i ss t u d y i n v e s t i g a t et h ei n f l u e n c eo fh i g hg r a d i e n tm a g n e t i cs e p a r a t i o n ( h g m s ) o nr e d u c i n g m e m b r a n ef l u xd e c l i n ea n di m p r o v et h es c a l i n go nm e m b r a n es u r f a c e o nt h eb a s i so f t h ea b o v e ，d e t e r m i n ear e a s o n a b l ec o m b i n a t i o no fn a n o f i l t r a t i o np r o c e s s ，a n do p e r a t e d f o ram o n t h m a i nc o n c l u s i o n sa sf o l l o w s ： f i r s t ，b yc o m p a r i n gt h et r e a t m e n te f f e c to fg r a n u l a ra c t i v a t e dc a r b o na n ds i n t e r e d a c t i v a t e dc a r b o n ，f o u n dt h a tt h ep o l l u t a n t sr e m o v a lo fg r a n u l a ra c t i v a t e dc a r b o n p r e c e d es i n t e r e dc a r b o n b e s i d e st h es p e c i f i cs u r f a c ea r e aa n dp o r ev o l u m eo fg r a n u l a r a c t i v a t e dc a r b o ni sh i g ht h a ns i n t e r e da c t i v a t e dc a r b o n s oc h o o s et h eg r a n u l a r a c t i v a t e dc a r b o na sa na l t e r n a t i v ep r e t r e a t m e n to fn a n o f i l t r a t i o n u s em u n i c i p a lt a pw a t e ra st h er a ww a t e r t h er e m o v a le f f e c to np o l l u t a n t so f d i f f e r e n tp r e t r e a t m e n tp r o c e s s e s ( a c t i v a t e dc a r b o nf i l t r a t i o na n dm i c r of i l t r a t i o n ( m f ) ) o fn a n o f i l t i o n ( n f ) s y s t e mw a sc o m p a r e di nd i r e c td r i n k i n gw a t e rt r e a t m e n t t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tm fp r e t r e a t m e n tp r o c e s sc a ne f f e c t i v e l yr e m o v et u r b i d i t y , b u ti ti s n o te f f e c t i v et or e m o v eo r g a n i cp o l l u t a n t c o m p a r e dw i t hm f , t h eo r g a n i cp o l l u t a n t w o u l db er e m o v e de f f e c t i v e l y b y t h ep r e t r e a t m e n t p r o c e s so fa c t i v a t e dc a r b o n f i l t r a t i o n b ya n a l y s i st h em e m b r a n ef l u xd e c l i n ea n dp o l l u t i o nc o m p o n e n ta f t e rt h e t w ok i n d so fp r e t r e a t m e n tp r o c e s s e s ，r e s u l tt h a tt h eo r g a n i cf o u l i n go fn fm e m b r a n e w o u l db ea l l e v i a t e db yt h ep r e t r e a t m e n tp r o c e s so fa c t i v a t e dc a r b o nf i l t r a t i o n b u t b a c t e r i a lw o u l dg r o w t ha n da c c u m u l a t ei nt h ec a r b o nb e d a n dt h ei n c r e a s eo ft o t a l b a c t e r i a lc o u n ti nt h ec a r b o nf i l t r a t i o ne f f l u e n tw o u l da g g r a v a t em e m b r a n e b i o f o u l i n g m i c r o f i l t r a t i o nm e m b r a n e sc a ne f f e c t i v e l yc o n t r o lt h ei n s o l u b l ep a r t i c u l a t ep o l l u t i o n ， a n dd o e sn o tc a u s em e m b r a n eb i o f o u l i n g b u to v e r a l l ，t h ea c t i v a t e dc a r b o nf i l t e rc a n m o r ee f f e c t i v e l yr e d u c et h ef l u xd e c l i n eo fs u b s e q u e n tn a n o f i l t r a t i o n m a g n e t i ct r e a t m e n tp r o c e s sc a ne f f e c t i v e l yr e m o v et h ei r o ni nr a ww a t e r t h e e f f e c t i v eo fr e m o v a lr e l a t ew i t ht h ef i l lr a t e ，m a g n e t i z a t i o nt i m e ，a n df l o w r a t e b yt h e d i s t r i b u t i o nw a t e re x p e r i m e n t ，p r o v e dt h a th i g hg r a d i e n tm a g n e t i cc a r lc h a n g et h e c a l c i u mc a r b o n a t ec r y s t a l sp a t t e r n si nt h em e m b r a n es u r f a c e t h en u m b e ro fc a l c i t e f o r mo fc a l c i u mc a r b o n a t es i g n i f i c a n t l yr e d u c e da f t e rm a g n e t i z et r e a t m e n t i ti sm o r e c o n d u c i v et ot h er e m o v a lo ft h em e m b r a n es u r f a c e f o u l i n gl a y e r c o n t i n u o u s m e m b r a n ef i l t r a t i o ne x p e r i m e n to fd i f f e r e n tw a t e r ( d i s t r i b u t i o nw a t e ra n dt a pw a t e r ) p r o v et h a tp r o c e s sm a g n e t i z e dc a nr e d u c et h ef l u xd e c l i n et oac e r t a i ne x t e n t ，a n d i m p r o v et h eo p e r a t i n gp e r f o r m a n c eo fn a n o f i l t r a t i o nm e m b r a n e s r e s e a r c h e ds e v e r a ld i f f e r e n tp r e t r e a t m e n ts y s t e m s ，a n du l t i m a t e l yd e t e r m i n e da r e a s o n a b l ec o m b i n a t i o no fn a n o f i l t r a t i o np r o c e s s 嬲：h i g hf i b e rf i l t e r + a c t i v a t e d c a r b o nf i l t e r + h i g hg r a d i e n tm a g n e t i cd e v i c e s + n f c o n t i n u o u so p e r a t i o nf o ra m o n t h ，n a n o f i l t r a t i o nm e m b r a n ep e r f o r m a n c em a i n t a i ns t a b i l i t ya n dh a v eah i g h r e m o v a le f f e c to no r g a n i cm a n e r ，s a l ta n dm i c r o o r g a n i s m s p r o d u c t i o nw a t e rr e a c h e d ah i g h - q u a l i t yd r i n k i n gw a t e rr e q u i r e m e n t s k e yw o r d s ：p r e t r e a t m e n tp r o c e s s ，m e m b r a n ef o u l i n g ，h i g hg r a d i e n tm a g n e t i c ， n a n o f i l t r a t i o nm e m b r a n e s ，d i r e c td r i n k i n gw a t e r 學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 一、首次將高梯度磁分離技術(shù)作為納濾膜的前處理工藝，通過磁化控制膜的 無機(jī)結(jié)垢污染，減緩膜的通量衰減。 二、首次將“活性炭過濾器+ 磁化裝置+ 納濾組合工藝應(yīng)用于管道直飲水的 制備，在保證對膠體、有機(jī)物、重金屬等水體中有害物質(zhì)去除效果的同時(shí)，合理 保留對人體有益的元素。 第一章緒論 1 1 國內(nèi)外直飲水發(fā)展現(xiàn)狀 第一章緒論 水是人類社會賴以生存的最重要物質(zhì)條件之一，生活飲用水的水質(zhì)問題直接 關(guān)系到人們的身體健康，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民生活水平的日益提 高，人們對飲用水的水質(zhì)要求也越來越高，人們迫切的希望能夠用上安全、健康、 優(yōu)質(zhì)的飲用水。但是隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重，對 飲用水也造成嚴(yán)重的污染，飲用水的安全與否也越來越影響到人們的身心健康。 另外，飲用水在官網(wǎng)中輸送時(shí)造成的二次污染和加氯消毒后生成的消毒副產(chǎn)物對 飲用水的水質(zhì)造成嚴(yán)重的影響，使飲水安全問題更加突出。 根據(jù)發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國的實(shí)際情況，提高飲用水水質(zhì)有以下幾 條可行的途徑：( 1 ) 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，尤其是加強(qiáng)水源地保護(hù)，使源水水質(zhì)恢復(fù) 到一個(gè)比較好的水平。( 2 ) 進(jìn)行水廠處理工藝改造，使出廠水水質(zhì)達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)， 同時(shí)對輸配水管道進(jìn)行改造。( 3 ) 實(shí)施分質(zhì)供水，以城市自來水為原水，進(jìn)行 深度處理，將家庭飲用水和雜用水分開。在這三種途徑當(dāng)中，第一種方法是最根 本的解決方法，但是水源地的修復(fù)需要一個(gè)長期的過程，同時(shí)也涉及到政府決策 以及人們環(huán)保意識等多方面的問題，短期內(nèi)根本無法實(shí)現(xiàn)；第二種進(jìn)行水廠處理 工藝改造，的確可以在一定程度上提高出廠水水質(zhì)，但是自來水在管道中運(yùn)送時(shí) 依然存在二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，如果對所有的輸配水管道進(jìn)行升級改造，將是一項(xiàng)巨 大的既耗資又費(fèi)時(shí)的工程，短時(shí)間內(nèi)也根本不可能完成，而且自來水由于輸配水 管道長，二次污染的風(fēng)險(xiǎn)還是不可完全避免。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每人每天的用水量中僅有 2 3 l 作為飲用水，也就是可飲用水的量并不大，綜合看來，實(shí)施分質(zhì)供水，將 飲用水和雜用水分開，是我國近期提高飲水質(zhì)量比較現(xiàn)實(shí)可行的途徑。 國外直飲水的概念是伴隨著分質(zhì)供水的概念提出的。在國外，分質(zhì)供水應(yīng)用 十分廣泛，以可飲用系統(tǒng)作為城市的主體供水系統(tǒng)，以非飲用水系統(tǒng)作為輔助供 水系統(tǒng)，另設(shè)管網(wǎng)供用低品質(zhì)水、中水、回用水或海水，主要用作工業(yè)冷卻、噴 灑道路、清洗車輛、沖洗廁所等，這種系統(tǒng)稱為“非飲用水系統(tǒng)”，非飲用水系 統(tǒng)通常是部分的、區(qū)域性的，作為主體供水系統(tǒng)的補(bǔ)充。分質(zhì)供水的方式能節(jié)約 水資源，并有效降低水處理成本。在發(fā)達(dá)國家，分質(zhì)供水已有很長的歷史，目前 應(yīng)用比較普遍的有日本的“上質(zhì)水系統(tǒng)”和美國的d d w 等。國內(nèi)的分質(zhì)供水和 國外的分質(zhì)供水有所不同。我國的所謂“分質(zhì)供水”是指把自來水中的生活雜用 水和直接飲用水分開，將自來水經(jīng)深度凈化處理后，使水質(zhì)達(dá)到安全、健康的標(biāo) 天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 準(zhǔn)，達(dá)到直接飲用目的的優(yōu)質(zhì)水。我國自從1 9 9 8 年在上海建成第一個(gè)管道直飲 水示范工程之后，由于使用人數(shù)逐漸增多，處理能力逐步增大，處理工藝不斷改 善，投資規(guī)模逐漸增加，供水范圍也逐步擴(kuò)大，由原來的小區(qū)供水發(fā)展到城鎮(zhèn)區(qū) 域供水。作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頒布的管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程是我國第一部針對管 道直飲水的技術(shù)規(guī)程，對規(guī)范、指導(dǎo)管道直飲水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工安裝，運(yùn)行維 護(hù)管理以及居民的飲水安全都將產(chǎn)生重要影響。 1 2 直飲水技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 最初的飲用水處理技術(shù)產(chǎn)生于1 9 世紀(jì)初，將地表水或地下水經(jīng)簡單加工后， 即變成可飲用水。但是，由于當(dāng)時(shí)一些城市中生產(chǎn)和生活污水的無序排放，對地 表水和地下水源水造成了嚴(yán)重污染，引發(fā)了痢疾、霍亂、傷寒等傳染性疾病的大 肆流行，而這些傳染病大多以水為媒介進(jìn)行傳播，對人們的生命安全和身體健康 造成嚴(yán)重威脅。而這些情況的出現(xiàn)，也推動(dòng)了飲用水處理技術(shù)的快速發(fā)展。2 0 世紀(jì)初，飲用水處理技術(shù)初見雛形，即傳統(tǒng)飲用水處理技術(shù)( 又稱第一代凈水工 藝) ，在后來飲用水處理的應(yīng)用實(shí)踐中得到不斷完善瞳1 。目前“混凝+ 沉淀+ 過濾” 的傳統(tǒng)水處理工藝仍然被應(yīng)用于世界各大水廠，并且在我國9 5 以上的自來水廠 都采用此工藝。由于水體污染日益嚴(yán)重，另外人們生活水平的不斷提高，人們對 飲用水水質(zhì)的要求也越來越高，傳統(tǒng)飲用水處理工藝的出水水質(zhì)已難以滿足人們 的要求1 。實(shí)踐表明，傳統(tǒng)飲用水處理工藝對溶解性有機(jī)污染物的去除效果不高， 并且難以去除氯化消毒副產(chǎn)物( c h l o r i n a t i o nd i s i n f e c t i o nb y p r o d u c t s ，c d b p s ) 及前體物( t h m f p ) 。因此，在傳統(tǒng)飲用水處理工藝的基礎(chǔ)上，需另設(shè)深度處 理工藝，以有效提高和保證飲用水質(zhì)量。目前飲用水深度處理技術(shù)已經(jīng)取得長足 進(jìn)步，并得到了廣泛的應(yīng)用，主要包括臭氧+ 生物活性炭技術(shù)( 0 3 b a c ) 、超濾 組合工藝、納濾組合工藝等h 1 。 第一章緒論 1 2 1 臭氧活性炭技術(shù) 臭氧活性炭處理作用 去除微量有毒有機(jī)物 去除中間產(chǎn)物 酬生物處理爿提高生物穩(wěn)定性 深度凈化 圖1 - 1 臭氧- 生物活性炭凈化水質(zhì)原理圖 臭氧活性炭凈化水質(zhì)的原理如圖1 1 所示。首先是利用臭氧預(yù)氧化作用，初 步氧化分解水中的有機(jī)物，尤其是大分子不易生物降解的有機(jī)物及其它還原性物 質(zhì)，臭氧氧化能使水中難以生物降解的有機(jī)物斷鏈、開環(huán)，將大分子有機(jī)物氧化 為小分子有機(jī)物，提高原水中有機(jī)物的可生化性和可吸附性爭引。另外，活性炭 還具有催化作用，催化氧化殘余臭氧為羥基自由基，最終生成氧氣，增加水中的 溶解氧( d o ) 的濃度，同時(shí)，活性炭柱進(jìn)水含有較高濃度的溶解氧，因此促使 好氧微生物在活性炭表面繁殖。好氧微生物以活性炭表面吸附的有機(jī)物為養(yǎng)料， 將它們轉(zhuǎn)化為二氧化碳和自身進(jìn)行繁殖，從而不僅去除了原水中的有機(jī)物，而且 在一定程度上減少活性炭吸附的物質(zhì)的量，從而間接的增加了活性炭吸附有機(jī)物 的能力，即大大地延長了活性炭的使用壽命和再生周期。經(jīng)過臭氧處理后進(jìn)行活 性炭處理主要發(fā)揮三種作用g( 1 ) 破壞水中殘余臭氧，一般發(fā)生在最初炭層的 幾厘米處：( 2 ) 通過吸附去除化合物或臭氧副產(chǎn)物：( 3 ) 通過活性炭表面細(xì)菌 的生物活動(dòng)降解物質(zhì)。 臭氧與有機(jī)物的最主要反應(yīng)是破壞有機(jī)物的碳碳雙鍵產(chǎn)生酮和醛，臭氧能使 難氧化分解的高分子有機(jī)化合物氧化成易于生化降解的低分子有機(jī)物，以利于后 續(xù)活性炭的處理，而且可以延長活性炭使用周期，并且在水處理過程中臭氧與生 物活性炭兩者的作用表現(xiàn)出互補(bǔ)性。喬玉玲等研究發(fā)現(xiàn)，臭氧活性碳聯(lián)用后對 c o d m n ，u v 2 5 4 和t o c 的去除效率分別為6 4 ，6 9 8 ，“。該工藝是在活性 炭吸附的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，綜合了臭氧、活性炭兩者的優(yōu)點(diǎn)，因此臭氧活性 炭的聯(lián)用工藝就兼有化學(xué)氧化、物理吸附與生物降解三重作用，對許多水質(zhì)指標(biāo) 天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 都有很好的改善作用，包括濁度、色度、嗅味、鐵、錳、有物、氨氮、亞硝酸鹽 氮、硝酸鹽氮等m 1 。 1 2 2 超濾組合工藝 圖1 - 2 超濾工藝流程圖 超濾( u f ) 是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過程。在壓力的推動(dòng)下，進(jìn)水中 的溶劑和部分溶質(zhì)粒子從高壓側(cè)透過膜到低壓側(cè)，所得到的液體稱為透過液。而 粒徑大的組分被超濾膜截留，使它在高壓側(cè)中的濃度增大，從而達(dá)到凈化、分離 與濃縮的目的。早期使用的超濾膜是醋酸纖維素膜，以后又研究生產(chǎn)了聚氯乙 烯、聚偏氟乙烯聚礬、聚醚颯、氯乙烯醇、聚丙烯睛等以及無機(jī)膜。超濾膜的 孔徑大約在0 0 0 2 , - , 0 1 p m ，截留分子量大約為5 0 0 5 0 0 0 0 0 ，操作壓力在 o 0 7 0 7 m p a 左右9 l 。 超濾過程有如下的特點(diǎn)： ( 1 ) 過濾過程中沒有相的變化，可以在常溫及低壓下進(jìn)行，因而能耗低； ( 2 ) 在濃縮分離過程中物質(zhì)種類不發(fā)生變化，適合熱敏物質(zhì)的處理； ( 3 ) 超濾膜孔徑分布廣，因此可以將不同分子量的組分進(jìn)行分級分離。 超濾膜在水處理中應(yīng)用廣泛創(chuàng)。超濾膜對水中的懸浮顆粒物去除效果很好， 出水濁度低，并且超濾膜對水中的微生物具有極高的去除率，超濾膜出水中細(xì)菌 總數(shù)一般檢測不出n 。因此，在對飲用水進(jìn)行深度處理的工藝中，將超濾膜作為 飲用水除濁、去除懸浮物和微生物，避免管道次二污染是比較可靠的。但是超濾 膜對水中有機(jī)物的去除效果不好，由于其孔徑相對較大，截留分子量較大，對水 中的小分子有機(jī)物基本沒有去除，而自來水中的有機(jī)污染物絕大多數(shù)是小分子 第一章緒論 的。飲用水深度處理的目的是去除傳統(tǒng)的“混凝+ 沉淀+ 過濾+ 消毒”等工藝所不 能去除的有機(jī)污染物，所以應(yīng)該以去除有機(jī)物的效果對飲用水深度凈化工藝進(jìn)行 衡量。因此，超濾，尤其是截留分子量比較大的超濾膜不能單獨(dú)作為飲用水深度 凈化的主體工藝。為確保出水水質(zhì)，超濾常和臭氧氧化、活性炭吸附等對有機(jī)物 去除效果較好的預(yù)處理工藝聯(lián)合使用( 如圖1 2 所示) ：但工藝較為復(fù)雜，設(shè)備 較多，初期投資會相對較高。 1 2 3 納濾組合工藝 1 2 3 1 納濾膜分離機(jī)理 納濾和超濾、反滲透一樣，都屬于壓力驅(qū)動(dòng)的膜過濾過程，但它們的傳質(zhì)機(jī) 理有些不同。超濾膜因其孔徑較大，傳質(zhì)的過程主要為孔流的形式；而反滲透膜 屬于無孔的致密膜，對其傳質(zhì)機(jī)理最好的解釋是溶解擴(kuò)散機(jī)理。由于納濾膜多 為荷電型膜，其對無機(jī)離子的分離不僅僅受到化學(xué)勢的影響，同時(shí)也受到電勢梯 度的影響，傳質(zhì)機(jī)理和模型相對于超濾和反滲透來說，更為復(fù)雜。納濾膜分離過 程中，離子傳遞的推動(dòng)力來源于壓差、濃度梯度、對流和電位差n 刳。理論上，流 體的速度分布可以用連續(xù)性方程和運(yùn)動(dòng)方程來描述；離子的濃度可用 n e m s t p l a n k 方程進(jìn)行描述；電位分布可用p o i s s o n b o l t z m a n n 方程進(jìn)行描述。 圖1 - 3 納濾膜組合工藝 圖1 3 為當(dāng)前在直飲水生產(chǎn)方面，應(yīng)用比較廣泛的納濾組合工藝。納濾是目 前生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飲用水的最佳技術(shù)之一，利用納濾對水體中有機(jī)物、各種離子的超強(qiáng) 去除能力，不僅可以軟化水質(zhì)、適度脫鹽，并且可以有效去除三鹵甲烷前體物、 色度、細(xì)菌、病毒、溶解性有機(jī)物和鐵、錳、氨氮等無機(jī)離子，因此在飲用水的 深度處理方面得到廣泛應(yīng)用。 天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 2 3 2 納濾膜污染 納濾膜的污染是納濾膜分離技術(shù)研究的一個(gè)重點(diǎn)問題。膜污染不僅能影響膜 的性能并最終縮短膜的壽命，而且增加了膜系統(tǒng)的操作和維護(hù)費(fèi)用。另外，從表 觀上看，膜污染使膜通量隨運(yùn)行時(shí)間的延長而逐漸降低。因此在實(shí)際運(yùn)行中，準(zhǔn) 確地判斷系統(tǒng)所受的污染并采取有針對性的清洗和防范污染措施，對于恢復(fù)膜的 性能、改進(jìn)預(yù)處理效果，具有重要意義。納濾膜的污染主要分為以下幾類： ( 1 ) 無機(jī)污染 無機(jī)污染主要是指由無機(jī)物c a c 0 3 、c a s 0 4 、磷酸鈣復(fù)合物、鐵鹽或凝膠、 無機(jī)膠體等對納濾膜造成的污染，其中以c a c 0 3 污染最為常見制。在壓力驅(qū)動(dòng) 下，溶劑通過納濾膜，而溶質(zhì)被部分截留，于是溶質(zhì)在膜的表面處積累，膜面附 近溶液的濃度升高，呈過飽和狀態(tài)的鹽，在膜的表面沉積，經(jīng)過成核和長大兩個(gè) 階段形成垢體。膜的無機(jī)垢以由化學(xué)沉降作用引起的c a c 0 3 垢為主。此外，s i 0 2 膠體顆粒的形成主要是由膠體富集作用決定的。水的p h 值、溫度、金屬離子、 離子強(qiáng)度、共沉降作用等是影響s i 0 2 膠體顆粒形成的主要因素。水體中的s i 0 2 包括膠體和溶解性兩種狀態(tài)，s i 0 2 在膜表面沉積污染是按兩個(gè)階段進(jìn)行的，其中 第一階段包括：溶解性s i 0 2 在膜表面形成一層不滲透的類似玻璃狀的膜以及溶 解性s i 0 2 聚合形成膠體顆粒。因此，膜的無機(jī)污染符合兩步機(jī)理：即成核和長 大。 ( 2 ) 有機(jī)物污染 有機(jī)污染主要是指由有機(jī)碳水化合物、蛋白質(zhì)、有機(jī)膠體、脂肪及凝膠、腐 殖酸等對納濾膜造成的污染n 5 1 。有機(jī)物對納濾膜的污染途徑有兩個(gè)，即吸附到膜 內(nèi)和在膜表面形成凝膠層。隨時(shí)間的延長，污染物在膜孔內(nèi)的吸附或積累會導(dǎo)致 膜孔堵塞和膜阻增大，形成難以恢復(fù)的污染。即使是低濃度的腐質(zhì)酸和其它天然 有機(jī)物，對滲透率的影響也比粘土或其它無機(jī)膠體顆粒的大。 膜的許多特性，如憎水性、表面電荷、粗糙度，對膜的有機(jī)污染有重大影響。 有試驗(yàn)表明，采用親水性、極性材料的納濾膜可通過色散力吸附、氫鍵作用和憎 水作用吸附了大多陰離子表面活性劑，這些表面活性劑吸附層的存在，使水分子 透過膜消耗更多的能量，最終導(dǎo)致膜通量的下降n 6 q 8 1 。 非極性和憎水性有機(jī)物對納濾膜的污染，一般認(rèn)為首先是憎水性有機(jī)物和水 之間的相互作用使高分子低擴(kuò)散性的有機(jī)物富集在膜面上，最終導(dǎo)致在納濾膜表 面上濃縮；其次是高分子有機(jī)物的濃差極化也促使這些有機(jī)物吸附在膜面上；另 外，有機(jī)物官能團(tuán)與水中離子的相互作用也能導(dǎo)致這些有機(jī)物分子憎水性和擴(kuò)散 性的改變。非極性有機(jī)物在膜的有機(jī)污染物中占大多數(shù)，主要因?yàn)榉菢O性有機(jī)物 容易被納濾膜表面吸附，從而在膜表面形成污垢。 第一章緒論 通過對納濾膜表面污染物的分析發(fā)現(xiàn)：原水中有機(jī)物分子量的分布特征是造 成納濾膜污染的根本原因，而不是原水的濃度口9 1 。另外，有機(jī)物污染又與微生物 污染相互關(guān)聯(lián)，有機(jī)物垢體附近肯定有微生物出現(xiàn)。因此，減少有機(jī)物對膜的污 染是控制膜污染的重要環(huán)節(jié)。 ( 3 ) 微生物污染 微生物污染是微生物在納濾膜表面的沉積和生長，形成一層增加滲透阻力的 物質(zhì)，它釋放出的有機(jī)物質(zhì)，被納濾膜膜截留形成凝膠層，從而對納濾膜造成的 污染。 f l e m m i n g 的四階段學(xué)說對于我們從側(cè)面認(rèn)識微生物污染的機(jī)理有很大幫 助。f l e m m i n g 瞳町等根據(jù)不同的膜對微生物有不同的生物親和性，提出了微生物污 染的四階段學(xué)說：第一階段：聚糖脂、腐殖質(zhì)等大分子有機(jī)物質(zhì)的吸附過程，導(dǎo) 致在納濾膜表面形成一層適合微生物生存的膜。第二階段：在進(jìn)水中粘附速度快 的微生物細(xì)胞形成初期粘附過程。在這一階段中，活著的細(xì)胞與死亡的細(xì)胞的表 現(xiàn)是相同的，這說明最初的細(xì)胞是處于主體流動(dòng)與納濾膜表面之間的一個(gè)非穩(wěn)態(tài) 的過程。第三階段：在粘附后期，進(jìn)水中的細(xì)菌的營養(yǎng)狀態(tài)與細(xì)菌數(shù)將大大影響 粘附行為。由于后續(xù)大量不同菌種的粘附、胞外聚合物與生物膜的早期發(fā)展，形 成了微生物的群集和生長。在納濾膜運(yùn)行時(shí)，膜表面的微生物能夠利用微生物尸 體以及納濾膜表面的有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝活動(dòng)，其代謝產(chǎn)物又容易被吸 附在納濾膜表面。第四階段：生物膜在膜表面的形成，造成膜的不可逆阻塞，使 產(chǎn)水阻力增加，導(dǎo)致膜通量下降。微生物的一個(gè)重要特性是它們對營養(yǎng)、水動(dòng)力 或其它條件的變化能作出迅速生化和基因調(diào)節(jié)。所以，微生物污染比非活性的礦 物質(zhì)結(jié)垢或膠體污染更為嚴(yán)重心。細(xì)菌、真菌和其它微生物組成的生物膜，可直 接或間接降解膜聚合物或其它納濾膜單元組件，從而導(dǎo)致膜壽命縮短，破壞納濾 膜結(jié)構(gòu)的完整性，并有造成重大系統(tǒng)故障的危險(xiǎn)。 1 2 3 3 納濾預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用 在膜的應(yīng)用過程中產(chǎn)生膜的污染是很難完全避免的，但是通過對不同的膜污 染情況采取相應(yīng)的預(yù)處理措施來減小膜的污染程度是可行的。當(dāng)前納濾預(yù)處理技 術(shù)應(yīng)用比較廣泛的有砂濾技術(shù)，臭氧化技術(shù)，活性炭吸附技術(shù)，微濾技術(shù)和化學(xué) 藥劑阻垢等。具體介紹以下幾點(diǎn)。 ( 1 ) 砂濾 砂濾技術(shù)是集過濾和生物處理為一體的水處理技術(shù)，它對污染物的去除是物 理吸附和生物化學(xué)共同作用的結(jié)果。在砂濾運(yùn)行過程中，上層濾料表面由于截留 了部分有機(jī)質(zhì)，導(dǎo)致微生物的滋生，于是形成一層微生物黏膜，黏膜中的各種微 天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 生物以及自身分泌物，在水的凈化過程中形成良性循環(huán)食物鏈，對飲用水中常見 的污染物( 懸浮物、細(xì)菌、有機(jī)物、氨氮、重金屬) 能夠有效去除等髓羽。一般認(rèn) 為，在生物過濾中濁度的去除是由傳統(tǒng)吸附截留作用和生物吸附作用共同完成 的。未被生物膜覆蓋的濾料表面對懸浮顆粒的傳統(tǒng)吸附截留作用，濾料上附著的 微生物膜借助于較大的比表面積和微生物分泌的粘性物質(zhì)對懸浮顆粒的生物吸 附作用晗引。砂濾在濾料成熟后即表層具有粘性的生物濾膜形成后，吸附截留作用 得到充分發(fā)揮，同時(shí)由于這種生物粘膜的存在，使濾料的間隙減小，幾乎可以截 留水中所有的懸浮雜質(zhì)。砂濾柱中通過顆粒的粘附作用使?jié)岫冗M(jìn)一步降低。 ( 2 ) 臭氧氧化技術(shù) 臭氧是由三個(gè)氧原子組成的氧氣的同素異形體，三個(gè)氧原子呈三角形排列， 且具有四種不同的結(jié)構(gòu)形式。臭氧是淡藍(lán)色氣體，加壓可變成深褐色液體，具有 特殊臭味的刺激性氣味，濃度極低時(shí)可以使人感到格外清新，有益健康，當(dāng)濃度 大于0 0 1 m g 時(shí)，可聞到刺激性氣味，長期接觸會影響人的身體健康。純臭氧較 易溶解于水，它的溶解度為是氧的十倍左右口，。 臭氧的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，在空氣和水中都容易分解，并放出熱量?？偡磻?yīng) 方程式為：2 0 3 = 3 0 2 + 2 8 5 k j 臭氧有極強(qiáng)的氧化能力，它的氧化還原電位為： 酸性條件下：0 3 + 2 礦+ 2 e = 0 2 + h 2 0 e = 2 0 7 v 堿性條件下：0 3 + 2 h 2 0 + 2 e = 0 2 + 2 0 h 。 e = i 2 4 v 臭氧能跟水溶液中多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)臭氧也能與水中的氰類、鐵、 錳等多種無機(jī)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，臭氧在水溶液中與有機(jī)物的反應(yīng)極其復(fù)雜。目前， 大家比較公認(rèn)的臭氧在水中的反應(yīng)為h o i g n e 和b a d e r 提出的反應(yīng)路徑，即直接 反應(yīng)( d 反應(yīng)) 和間接反應(yīng)( r 反應(yīng)) ?？梢詫⑺械牟伙柡皖惖挠袡C(jī)物氧化成 中間產(chǎn)物。臭氧的強(qiáng)氧化性以及其分解之后為氧氣不會向水中增添其它物質(zhì)的特 性，使得臭氧在水處理中得到了廣泛的應(yīng)用心引。 臭氧有極強(qiáng)的氧化能力，并且反應(yīng)速度快。對于不同的管道直飲水系統(tǒng)，臭 氧氧化工藝具有不同的位置，而不同位置的臭氧氧化工藝所起的作用也不一樣。 一般來說，臭氧氧化主要發(fā)生在水處理過程的三個(gè)階段：預(yù)臭氧化、中間臭氧化、 最后的消毒。預(yù)臭氧化的主要作用是脫色、除臭，去除水中的懸浮物質(zhì)和大顆粒 物質(zhì)等，把大分子的天然有機(jī)物質(zhì)氧化成小分子的有機(jī)物質(zhì)，以提高后序絮凝、 沉淀等工藝的效率；中間臭氧化主要是降解有機(jī)微污染物，去除降解水體中的“三 致”前體物，提高可生物降解性，其降解產(chǎn)物較小，容易被微生物吸收利用，因 此通常在此工藝后加砂濾或生物活性炭過濾；最后消毒主要是去除水中殘余的微 第一章緒論 生物以及可能形成的消毒副產(chǎn)物，由于臭氧氧化反應(yīng)迅速，所以消毒持續(xù)時(shí)間較 短，可以n - - 氧化氯保證出水水質(zhì)。 ( 3 ) 活性炭吸附技術(shù) 眾所周知，活性炭是一種性能良好的吸附材料，資料表明活性炭吸附過濾是 給水深度處理的一個(gè)主要手段瞳副。目前，活性炭己廣泛應(yīng)用于給水處理，以及清 涼飲料用水的凈化，具有降低水的濁度和色度，去除水中有機(jī)物污染物等功能。 以顆粒活性炭為過濾介質(zhì)的活性炭過濾器廣泛用于家庭用活性炭凈水器，蒸 餾水生產(chǎn)、膜法生產(chǎn)純凈水都需要用活性炭過濾器作為原水的預(yù)處理設(shè)備。國外 自來水廠也把活性炭濾池作為自來水處理的有效措施。應(yīng)該指出，活性炭凈水器 以及其他活性炭濾池功能相仿，都是利用活性炭對污染物的吸附作用凈水的，一 旦活性炭吸附容量耗盡，或出水不合格，必須要更換或取出再生阻副。一般而言， 活性炭凈水器所處理的水量體積約為所裝活性炭體積的2 0 0 0 , - 3 0 0 0 倍。 在活性炭濾池使用一段時(shí)間后，炭上會有細(xì)菌繁殖，形成生物膜，此時(shí)活性 濾池的作用將從吸附向生物氧化過渡，形成生物活性炭濾池，活性炭顆粒成為生 物膜的載體，同時(shí)進(jìn)行污染物的吸附和生物氧化分解作用。生物活性炭濾池常用 于受污染水源水深度處理工藝，n h 3 和酚都可以通過微生物酶的作用而被氧化， 但水中的有機(jī)物不少是不能被生物氧化或氧化速度很慢，故一般在炭池前增加臭 氧氧化工藝，使不可生化的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可生化的有機(jī)物，以提高處理效率，此 即為臭氧生物活性炭( 0 3 g a c ) 水處理工藝陋7 | ?？偟膩碚f，活性炭在小型凈水 設(shè)備上使用較多，由于其價(jià)格較高，只有個(gè)別自來水廠采用了顆?；钚蕴繛V池， 少數(shù)自來水廠在季節(jié)性污染來臨時(shí)，投加粉末活性炭，相對于我國水污染的現(xiàn)狀， 如何用活性炭生產(chǎn)健康的飲用水，還有大量的工作要做啪1 。 ( 4 ) 微濾技術(shù) 微濾膜的過濾原理與超濾膜類似，也是以靜壓差為推動(dòng)力，利用篩網(wǎng)狀過濾 介質(zhì)膜的“篩分”作用進(jìn)行分離的膜過程乜引。由于微孔膜結(jié)構(gòu)不同，因而膜的截 留機(jī)理也不完全相同。 一般認(rèn)為微孔膜的過濾屬于篩濾，而把普通纖維質(zhì)石棉板等過濾介質(zhì)列為深 層過濾，通過電鏡等分析手段，認(rèn)為微孔濾膜的截留作用大體可分為以下幾種： 1 ) 機(jī)械截留作用 指膜具有截留比它孔徑大或與孔徑相當(dāng)?shù)奈⒘５入s質(zhì)的作用，即篩分作用。 2 ) 物理作用或吸附截留作用 由于膜材料的不同，以及微粒本身性質(zhì)的不同，在膜分離過程中引起的靜電 效應(yīng)也不同，導(dǎo)致膜的截留能力也不一樣。因此，除了要考慮孔徑因素外，還要 考慮吸附和電性能等其它因素的影響。 天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 ) 架橋作用 通過電鏡可以觀察到，在孔的入口處，微粒因?yàn)榧軜蜃饔靡餐瑯涌梢员唤亓簟?4 ) 網(wǎng)絡(luò)型膜的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部截留作用 這種截留是將微粒截留在膜的內(nèi)部而不是在膜的表面。 微濾膜的特性一般用膜通量、溶質(zhì)的截留率和標(biāo)稱孔徑三個(gè)參數(shù)表示，標(biāo)稱 孔徑也就是在孔徑分布中以最大值出現(xiàn)的微孔直徑，而超濾膜的孔徑分布很難確 定，通常以被截留組分分子量作為表征尺度。 在膜分離技術(shù)應(yīng)用中，微濾膜是產(chǎn)業(yè)化最早，應(yīng)用面最廣，同時(shí)也是消耗量 最大的一個(gè)膜品種凹0 。微濾作為較經(jīng)濟(jì)的過濾技術(shù)，在高濁度溶液和無菌化處理 中的應(yīng)用顯示出了較強(qiáng)的優(yōu)勢。通常認(rèn)為微濾膜的孔徑在0 0 5 8 p , m 之間的較多， 絕大多數(shù)微濾膜的厚度在9 0 1 0 5 p m 之間( 無機(jī)微濾膜和核孔膜除外) ，只有普 通深層過濾介質(zhì)厚度的幾分之一，甚至更薄。這不僅有利于提高過濾速度，而且 當(dāng)過濾某些價(jià)格昂貴，量又少的貴重液體時(shí)，由于被過濾層吸附而造成的損失將 非常少。微濾膜還具有比較整齊、均勻的多孔結(jié)構(gòu)，例如0 4 5 n 的濾膜的孔徑 變化范圍僅在0 4 5 o 0 2 i _ u n 。每平方厘米微濾膜中約包含l 千萬至1 億個(gè)小孔， 孔隙率占總體積的7 0 - - - 8 0 ，故阻力很小，過濾速度較快，通常其通量比具有 同等截留能力的濾紙至少快4 0 倍口“3 2 1 。 微濾對水中顆粒污染物的去除效果很好，如水中的泥沙、鐵銹顆粒物等。但 微濾對有機(jī)物、膠體、細(xì)菌和病毒等都基本沒有去除效果。因此同超濾一樣，微 濾在直飲水處理工藝中必須與其他工藝組合后才能應(yīng)用。 ( 5 ) 化學(xué)藥劑阻垢 在實(shí)際的工業(yè)用水處理當(dāng)中，為防止納濾和反滲透膜的無機(jī)結(jié)垢，通常都要 向膜組件的進(jìn)水中預(yù)投加化學(xué)阻垢藥劑。目前常用的化學(xué)阻垢藥劑主要包括聚磷 酸鹽、有機(jī)膦酸、有機(jī)磷酸酯及聚羧酸等幾大類。投加化學(xué)藥劑阻垢不僅會增加 運(yùn)行成本，更重要的是在直飲水工藝中額外投加化學(xué)藥劑相當(dāng)于又引入了新的污 染物質(zhì)，給飲用水的水質(zhì)安全造成潛在隱患，因此開發(fā)一種新型綠色環(huán)保的阻垢 方法對于保障膜系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和獲得高品質(zhì)飲用水具有重要意義。 1 - 3 磁化水處理技術(shù) 磁化水處理技術(shù)是近年來在水處理領(lǐng)域比較受關(guān)注的技術(shù)之一，目前在工業(yè) 循環(huán)水的阻垢和飲用水的磁化方面都有應(yīng)用研究。磁化( 永磁和電磁) 水處理技 術(shù)因其操作簡單、投資小、無毒無污染，并且具有阻垢、防垢、殺菌等多種功能， 第一章緒論 是一種很有發(fā)展前景的防垢除垢技術(shù)m 1 。磁化處理的過程大體如圖l - 4 所示，當(dāng) 水在磁場中流過，切割磁力線，即完成水的磁化處理過程。 原水 圖l _ 4 水的磁化處理示意圖 1 3 1 磁化水處理機(jī)理及研究進(jìn)展 1 3 1 1 磁化水處理機(jī)理 力線 磁化水 磁化水處理已在家庭和工業(yè)用水系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng) 濟(jì)效益。但是，因?yàn)樗到y(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜多變的多相體系，使得對磁化水處理機(jī)理 的研究比較困難，迄今沒有形成統(tǒng)一的理論凹4 3 5 1 ?，F(xiàn)在提出的一些作用機(jī)理大都 是以各自的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為根據(jù)提出的，可分為以下四類： ( 1 ) 原子內(nèi)效應(yīng)：如磁化可導(dǎo)致原子內(nèi)電子構(gòu)象發(fā)生變化。e l l i n g s e n 和 v i k m l 卻指出由于這種變化是非常短暫的，所以不能解釋磁記憶效應(yīng)。 ( 2 ) 污染物效應(yīng)：如磁增強(qiáng)腐蝕溶解。磁化處理可使體系中產(chǎn)生痕量的f e 2 + 等，f e 2 + 等能夠阻止硬垢的生成，使產(chǎn)生的垢體松軟，容易被水沖走，從而達(dá)到 防垢除垢的目的。但是此機(jī)理對高純?nèi)芤汉头墙胧酱盘幚砥鞯慕Y(jié)果很難解釋。 ( 3 ) 分子離子間相互作用效應(yīng)：如氫鍵斷裂變形理論，此理論認(rèn)為磁處理 會增強(qiáng)水的滲透性，垢與器壁間的結(jié)合力受到破壞而引起水垢脫落，但這只是定 性的解釋。s r e b r e n i k 1 等人的量子機(jī)理，是在磁化流體動(dòng)力學(xué)原理的基礎(chǔ)上提 出的，它可以解釋“磁記憶 效應(yīng)，但此模型對c a 2 + 以外的其它陽離子不適合。 ( 4 ) 界面間效應(yīng)：如雙電層變形理論模型，它假設(shè)由洛侖茲力作用所造成 的分散層各向同性。洛侖茲力引起相反離子和協(xié)同離子相互替換，改變了雙電層 內(nèi)電荷的分布，從而引起電荷和電勢的暫時(shí)性變化。此理論不僅可以解釋絮凝和 結(jié)晶行為，同時(shí)提供了一個(gè)電位形式的定量化性能參數(shù)。但是此理論不能解釋靜 態(tài)條件下的絮凝現(xiàn)象。 天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 3 1 2 磁化阻垢機(jī)理的研究進(jìn)展 目前，磁化水處理技術(shù)在許多領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用效果，但是各國的研究 人員始終沒有停止對磁化阻垢機(jī)理的研究。研究的方向主要集中在磁化處理對成 垢晶體的晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶速度、晶粒大小的影響，以及磁化處理對水和水中離子 的作用情況等。以克拉辛為代表的部分學(xué)者認(rèn)為，磁化處理有利于均相成核，加 快結(jié)晶速度，從而生成數(shù)量多、體積小的晶粒。p a c h 跚1 通過用o 3 t 的磁場對 c a ( h c 0 3 ) 2 溶液進(jìn)行處理發(fā)現(xiàn)：在無磁場作用時(shí)，方解石在金屬表面及玻璃上的 成核速率是有磁場作用時(shí)的2 4 倍，而磁化處理后在溶液內(nèi)部比在器壁表面更易 成核。d e r e n 口訓(xùn)的研究表明，磁化處理抑制了晶核的增長，但成核速率增大，生 成的晶體更多是不規(guī)則的。w a n g n 們的研究表明：將n a 2 c 0 3 和c a c l 2 混合后，加 熱到3 0 0 形成過飽和狀態(tài)，在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，在無磁場作用時(shí)，形成的主 要是少量的5 - 1 0 “r n 的棱形或球形晶體粒子。在有磁場作用時(shí)，除