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Comparative study of UV/chlorine and VUV/chlorine as ultrafiltration membrane pretreatment techniques: Performance, mechanisms and DBPs formation

化学 超滤(肾) 结垢 膜污染 紫外线 过滤(数学) 激进的 水处理 核化学 色谱法 环境工程 有机化学 材料科学 生物化学 统计 光电子学 数学 工程类
作者
Shengnan Chen,Zhiwei Zhao,Fuyi Cui,Bingyan Liu
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier]
卷期号:459: 132249-132249
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2023.132249
摘要

Membrane fouling, primarily resulting from natural organic matter (NOM) widely existing in water sources, has always been a chief hindrance for the prevalent application of ultrafiltration (UF). Thus, vacuum ultraviolet (VUV)/chlorine process was proposed as a strategy for UF membrane fouling control and ultraviolet (UV)/chlorine process was used for comparison. VUV/chlorine process exhibited more excellent performance on NOM removal than UV/chlorine process. [HO•]ss and [Cl•]ss were calculated as 1.26 × 10-13 and 3.06 × 10-14 M, respectively, and ClO• might not exist under the conditions of 0.08 mM chlorine and 30 min VUV irradiation. [HO•]ss, [Cl•]ss and [ClO•]ss were not available and the formation of reactive radicals was unsustainable in UV/chlorine system. Moreover, VUV/chlorine pretreatment also showed better performance on the reversible and irreversible membrane fouling control than UV/chlorine pretreatment. The dominated fouling mechanism in the final stage of filtration was cake filtration. Additionally, the amount of detected disinfection by-products (DBPs) in VUV/chlorine system was significantly lower than that in UV/chlorine system. During subsequent chlorination disinfection, the yield of DBPs with VUV/chorine pretreatment was higher than that with UV/chlorine pretreatment. VUV/chlorine pretreatment could effectively control DBPs formation when the pretreatment time was extended to 120 min. In summary, VUV/chlorine system presented a most excellent performance on membrane fouling control, NOM degradation and DBPs control.
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