哈尔滨工业大学rui wang等–新型还原氧化石墨烯/聚吡咯导电陶瓷膜增强电场膜生物反应器:海水养殖废水处理性能及膜污染缓解

采用还原氧化石墨烯/聚吡咯陶瓷膜(rGO/PPy CM)构建了用于海水养殖废水处理的新型电场膜生物反应器(EMBR)，并与采用还原性氧化石墨烯/聚吡咯陶瓷膜和rGO/PPy CM的MBRs进行了比较。EMBR (rGO/PPy)对TOC的去除率最高为84.99%;NH₄⁺-N的去除率最高为85.98%)，平均膜污染率最低(2.42 kPa/d)，表征污染物粘附性能。同时，特征污染物在EMBR中的比通量增加，总阻力从8.12%降低至62.46%。根据扩展的Derjaguin – Landau – Vervey – Overbeek (XDLVO)理论、DLVO模型和力分析，EMBR中污染物与膜之间的吸引能降低，静电斥力增强。因此，本研究通过分析特征污染物的相互作用能和作用力，补充了对EMBR防污效果和机理的认识。这些发现也为EMBR在海水养殖废水处理中的应用提供了新的见解。

图1. 流入和流出的(A) TOC， (B)NH₄⁺-N浓度;(C)三个MBRs的SOUR;(D)三个MBRs的TMPs。

图2. (a) MBR (rGO/PPy)， (b) EMBR (rGO/PPy)和(c) MBR (CM)中被污染膜表面的CLSM图像。

图3. 三种MBRs的SMP、LB-EPS和TB-EPS的(A)含量和(B)EEM谱

图4. 三种特征污染物的(A)比通量曲线和(B)膜阻组成。

图5. MBR (rGO/PPy)和EMBR (rGO/PPy)中污染物的(A)界面能，(B)能量比，(C)总界面力。

图6. 施加在SMP、LB-EPS和TBEPS上有/无电场的DLVO相互作用力(静电力和范德华力)和渗透阻力。

相关研究成果由哈尔滨工业大学环境学院城市水资源与水环境国家重点实验室Rui Wang等人于2023年发表在Bioresource Technology (https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.128917)上。原文：A novel reduced graphene oxide/polypyrrole conductive ceramic membrane enhanced electric field membrane bioreactor: Mariculture wastewater treatment performance and membrane fouling mitigation。