New Antifouling and Antibacterial Membrane Material for Highly Selective Removal of Nitrate and Phosphate

生物污染 化学 超滤(肾) 结垢 磷酸盐 膜污染 硝酸盐 氟化物 选择性 化学工程 无机化学 核化学 有机化学 色谱法 催化作用 工程类 生物化学
作者
Sheng Liu,Jinwei Liu,Hong Wang,Yaxin Yang,Sitong Liu,David Hanigan,Huazhang Zhao
出处
期刊:Industrial & Engineering Chemistry Research [American Chemical Society]
卷期号:59 (26): 12114-12122 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acs.iecr.0c01825
摘要

To remove nitrate and phosphate from sewage efficiently, current membranes need improved permselectivity, antifouling, and antibacterial properties. Herein, a new hybrid membrane modified with quaternary ammonium and silanol groups was fabricated by doping siloxane quaternary ammonium loaded activated carbon (SiQA) onto poly(vinylidene fluoride) (PVDF). The hybrid membranes had surface morphology, porosity, membrane pore sizes, and water fluxes typical of ultrafiltration membranes. At a secondary sewage effluent flux of 35 LMH, the permeate nitrate and total phosphorus concentrations were <1 mg-N L–1 and <0.2 mg-P L–1, respectively. Superior removal selectivity of nitrate and phosphate was attributable to the introduced positively charged quaternary ammonium groups. Improved hydrophilicity from silanols reduced irreversible membrane fouling by 67% compared to a nondoped membrane. The quaternary ammonium groups also increased antibacterial activity. The antifouling and antibacterial hybrid membrane overcomes the permeability–selectivity trade-off and may be applicable in advanced sewage treatment.
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