MFC-電催化膜反應器中PPy-PVDF/碳纖維膜的污水處理性能

摘要：為解決膜分離技術在水處理中存在膜污染和高能耗的問題,通過電氧化聚合法將聚吡咯(polypyrrole,PPy)沉積在PVDF/碳纖維膜上,制備高活性的PPy-PVDF/碳纖維膜;研究不同沉積時間對電催化膜催化活性的影響及微電場環境對PPy-PVDF/碳纖維膜污染的影響;并構建MFC-電催化膜反應器,測試反應器在處理污水時的產能效果。結果表明,恒電位(0.8 V)聚合10 min時,PPy10-PVDF/碳纖維膜的催化活性最高,PPy的最佳沉積密度為0.75 mg·cm-2?？刮廴就繙y試結果表明,在0.4 V·cm-1的微電場下,PPy10-PVDF/碳纖維膜的穩定通量(317 L·(m2·h)-1)比無電場時(212 L·(m2·h)-1)提高了約49.5%,說明MFC-電催化膜反應器中的微電場可以有效減緩膜污染。在MFC-電催化膜處理污水的過程中,反應器對COD去除率高達96%以上;反應器產能最大功率密度為166 mW·m-3,與空白PVDF/碳纖維膜(產能密度為99 mW·m-3)相比提高了約67%。PPy10-PVDF/碳纖維膜在MFC-電催化膜反應器表現出較高的污染物去除率、能源回收效率及對膜污染的有效控制。