Synergistic fouling behaviors and mechanisms of calcium ions and polyaluminum chloride associated with alginate solution in coagulation-ultrafiltration (UF) process

化学 凝结 超滤(肾) 絮凝作用 过滤(数学) DLVO理论 化学工程 色谱法 浊度 结垢 膜污染 胶体 物理化学 有机化学 生物化学 精神科 工程类 地质学 心理学 海洋学 统计 数学
作者
Ying Long,Genying Yu,Liangwei Dong,Yanchao Xu,Hongjun Lin,Ying Ding,Xiujia You,Lining Yang,B. Q. Liao
出处
期刊:Water Research [Elsevier]
卷期号:189: 116665-116665 被引量:177
标识
DOI:10.1016/j.watres.2020.116665
摘要

Effects of calcium ions and polyaluminum chloride (PACl) on membrane fouling in coagulation-ultrafiltration (UF) process were investigated in this study. Filtration tests demonstrated three interesting filtration behaviors: 1) high specific filtration resistance (SFR) of alginate solution with low CaCl2 or PACl addition (e. g. 3.51×1015 m·kg -1 under the condition of 1.5 mM CaCl2 addition); 2) unimodal pattern of alginate SFR with PACl or CaCl2 addition alone; 3) synergistic effects between CaCl2 and PACl on alginate SFR. It was found that, the foulant morphological changes driven by the thermodynamic mechanisms based on Flory-Huggins lattice theory take the critical roles in these filtration behaviors. Density functional theory (DFT) calculations showed that initial coordination of Ca2+ and Al3+ ions with alginates tended to form tetrahedron geometry and geometry of coordinating three terminal carboxyl groups, respectively, which facilitated to elongate the alginate chains (without clustering the flocs) and form more stable gel, increasing SFR. Improving Ca2+ and Al3+ dosages triggered transition to other geometries for clustering polymeric network and flocculation, reducing SFR. Due to the higher binding affinity of Ca2+ over Al3+, Ca2+ and Al3+ sequentially take roles of enlarging polymeric network and clustering the coordination compounds, and then facilitate to form large size flocs and reduce SFR, causing the synergistic effects between CaCl2 and PACl additions. The proposed thermodynamic mechanisms satisfactorily explained these interesting fouling behaviors, allowing to further optimize coagulation-UF process.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小黄完成签到,获得积分10
1秒前
爆米花应助孙先生采纳,获得10
2秒前
老实的栾完成签到,获得积分10
2秒前
共享精神应助江湖爱你采纳,获得10
7秒前
努力努力再努力1819完成签到,获得积分20
7秒前
rocky15应助Dexterzzzzz采纳,获得10
8秒前
10秒前
11秒前
就像风如你完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
hideinrubbish发布了新的文献求助10
15秒前
天天快乐应助彩色书兰采纳,获得10
18秒前
24秒前
Yunranqiu完成签到 ,获得积分10
27秒前
文献发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
忧郁的夜白应助hideinrubbish采纳,获得10
31秒前
互助遵法尚德应助小满采纳,获得10
33秒前
胖胖完成签到 ,获得积分10
34秒前
yang发布了新的文献求助10
34秒前
称心的绿柳完成签到 ,获得积分10
35秒前
五亿个小铃铛关注了科研通微信公众号
37秒前
HMR完成签到 ,获得积分10
37秒前
40秒前
41秒前
yhr完成签到 ,获得积分10
43秒前
漂亮的若山完成签到,获得积分10
43秒前
43秒前
普通人完成签到,获得积分10
44秒前
称心的绿柳关注了科研通微信公众号
45秒前
普通人发布了新的文献求助10
46秒前
禅花游鱼发布了新的文献求助30
47秒前
yang完成签到,获得积分10
48秒前
咸鱼完成签到,获得积分10
51秒前
52秒前
52秒前
潇洒的如松完成签到,获得积分10
54秒前
称心的绿柳关注了科研通微信公众号
55秒前
专注语堂发布了新的文献求助10
57秒前
luxiansheng完成签到,获得积分10
58秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
行動データの計算論モデリング 強化学習モデルを例として 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2547384
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2176211
关于积分的说明 5603055
捐赠科研通 1897016
什么是DOI,文献DOI怎么找? 946498
版权声明 565383
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 503767