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,Lu Dong,Yanchao Xu,Hongjun Lin,Deng Ying,Xiujia You,Lining Yang,Baoqiang Liao
出处
期刊:Water Research [Elsevier]
卷期号:189: 116665-116665 被引量:252
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
1秒前
潘润朗完成签到,获得积分10
1秒前
无花完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
李娟发布了新的文献求助10
2秒前
超帅无血发布了新的文献求助10
2秒前
zt发布了新的文献求助10
3秒前
善学以致用应助湛湛采纳,获得10
3秒前
背后的雪卉应助风吹而过采纳,获得10
3秒前
4秒前
yyyy完成签到,获得积分20
4秒前
5秒前
开心硬币发布了新的文献求助10
5秒前
蓝天应助Isabella采纳,获得10
6秒前
6秒前
LYY完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Akim应助心灵美凝竹采纳,获得10
7秒前
Akim应助zzj512682701采纳,获得10
7秒前
涛涛tt发布了新的文献求助10
8秒前
无极微光应助Heartar采纳,获得20
8秒前
8秒前
科研通AI6应助大鹏采纳,获得50
8秒前
8秒前
luoliping发布了新的文献求助10
9秒前
MiRoRo完成签到 ,获得积分10
9秒前
dddd发布了新的文献求助10
10秒前
zzzzw发布了新的文献求助10
10秒前
碧蓝的睫毛完成签到,获得积分10
11秒前
风清扬应助xiaoyi采纳,获得30
11秒前
琴宝爱吃QQ星完成签到,获得积分10
12秒前
S1Mon发布了新的文献求助10
13秒前
xx发布了新的文献求助10
13秒前
踏实善若发布了新的文献求助10
13秒前
CipherSage应助满天星采纳,获得10
14秒前
14秒前
共享精神应助忧郁凌波采纳,获得10
15秒前
桐桐应助dddd采纳,获得10
15秒前
SciGPT应助小杨采纳,获得10
15秒前
务实猕猴桃完成签到,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
King Tyrant 720
T/CIET 1631—2025《构网型柔性直流输电技术应用指南》 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5588804
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4671698
关于积分的说明 14788829
捐赠科研通 4626418
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2531970
邀请新用户注册赠送积分活动 1500530
关于科研通互助平台的介绍 1468329