Analýza stromu rozhodnutí pomáhá odhalit vinnou část NOM.
Obrázek 1: Rozhodovací strom pro identifikaci nízkotlakých-membránových nečistot
V předchozím příspěvku zjistíte, jaká frakce přírodní organické hmoty (NOM) byla zodpovědná za nízkotlaké-zanášení membrány. Z mnoha výzkumných prací, z nichž každá se zabývala potenciálem znečištění membrány pouze jedné nebo dvou z mnoha charakteristik NOM najednou, rozhodnutí dát dohromady co nejvíce zjištění v analýze rozhodovacího stromu, aby se zjistilo, zda je možné dát dohromady konzistentní trend. Pokud ano, tento rozhodovací strom by mohl být použit jako vodítko pro stanovení požadavků na předúpravu pro nízkotlaké membrány-. Mezery v rozhodovacím stromě by mohly pomoci nasměrovat tam, kde je zapotřebí další výzkum.
Při vývoji rozhodovacího stromu jsou k sestavení obrázku 1 použity čtyři velmi dobré dokumenty, které společně hodnotí dopady široké škály NOM a membránových charakteristik.
Závěry
Z rozhodovacího stromu je poměrně jasné, že NOM odpovědné za znečištění nízkotlakých membrán-pochází z frakce s vysokou molekulovou hmotností. V rámci této frakce je to specificky hydrofilní materiál sestávající z sacharidů (polysacharidů a proteinů) a koloidů, které způsobují znečištění membrány. I když se všechny čtyři výzkumné projekty nezaměřovaly na stejnou sadu charakteristik NOM (Howe se díval pouze na velikost, Yamamura na funkčnost a náboj, zatímco Lee a Humbert na velikost a funkčnost), při vykreslování do rozhodovacího stromu je vidět, že výsledky výzkumu pro každý parametr jsou konzistentní.
Howeův předpoklad, že znečišťující látky NOM odstraněné koagulací jsou hydrofobnější a kyselejší, je v rozporu s výsledky jiných výzkumů, ale jeho zjištění, že za znečištění je zodpovědný velký koloidní materiál s molekulovou hmotností (MWt), je v souladu s jiným výzkumem. Howe a Lee také zjistili, že velikost pórů je důležitá tam, kde dochází k zanášení mikrofiltračních (MF) membrán pravděpodobněji prostřednictvím zablokování pórů, které je obtížnější zvrátit, ve srovnání s ultrafiltračním (UF) znečištěním, ke kterému dochází tvorbou gelové vrstvy (UF póry jsou řádově menší než MF póry). Většina výzkumů dospěla k závěru, že záporně nabité huminové látky nejsou hlavním znečištěním membrány, pravděpodobně kvůli elektrostatickému odpuzování materiálů membrány, které jsou také záporně nabité.
Kromě vlivu NOM frakcí Yamamura zjistil, že specifické membránové materiály mohou ovlivnit stupeň znečištění, kde větší elektronegativita membrán vede k silnější vodíkové vazbě hydrofilního NOM ve srovnání s membránami s nižší elektronegativitou.
Když jsme dali dohromady tento rozhodovací strom, začíná se odhalovat záhada, jaká část NOM je zodpovědná za nízkotlaké zanášení membrány-.
Reference
1. Howe, K; Clark, M; "Vliv předúpravy koagulací na výkon membrány", Journal AWWA, duben 2006.
2. Lee, N; Amy, G; Croue, J; Buisson, H; "Identifikace a pochopení znečištění při nízkotlaké membránové (MF/UF) filtraci přírodní organickou hmotou (NOM)", Water Research 38 (2004), 4511-4523.
3. Humbert, H; Gallard, H; Jacquemet, V; Croue, J; "Kombinace koagulace a iontové výměny pro snížení zanášení UF povrchové vody s vysokým obsahem DOC", Water Research 41(2007) 3803-3811.
4. Yamamura, H; Kimura, K; Okajima, T; Tokumoto, H; Watanabe, Y; "Afinita funkčních skupin pro povrchy membrán: důsledky pro fyzikálně nevratné znečištění", Environmental Science & Technology, svazek. 42, č.. 14, 2008.
