林正芳臺灣大學：環境工程學研究所林嘉宏2007-11-292018-06-282007-11-292018-06-282004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/62730本研究之目的為透過GFC (gel filtration chromatography)分離腐植酸，分離後的水樣分別配置成2、9 mg/L之腐植酸DOC濃度，10k、100k兩種UF薄膜及100 kPa、170 kPa兩種透膜壓差進行定濃度實驗，探討分子量及各項操作條件對於薄膜過濾的影響，並以阻力串聯模式分析各阻力參數與操作條件間之相關性。 GFC將腐植酸區分為G1(8,600-33,400 Da)、G2(2,200-8,600 Da)、G3(560-2,200 Da)、G4(140-560 Da)等四個群組，各群組之實驗顯示，在低濃度及大孔徑薄膜的情況下，滲流率衰減大致隨著分子量的增加而越趨嚴重，G1-G4四個群組分別衰減至20-50%左右；但在低濃度小孔徑膜的情況下，G1仍維持最嚴重，但G4卻造成與G1相似甚至更嚴重的衰減情形，在透膜壓差100 kPa時G1、G4分別衰減至53%、55%，透膜壓差為170 kPa時分別為45%、39%。而在高濃度小孔徑膜的情況下，G3的衰減最為嚴重，G1、G2、G4分別次之，在透膜壓差100 kPa時G1-G4分別衰減至50%、53%、37%、57%，在透膜壓差170 kPa時則分別為31%、33%、29%、42%；在高濃度大孔徑膜的情況下，各群組之間差異性均不明顯，均衰減至10-30%左右。而由DOC去除效率可發現，在高濃度的情況下去除效率以G1為最佳，G2、G3、G4分別次之，效率隨著分子量的增加而增加。但在低濃度下則其值跳動較大，各分子量群之間較無一致之趨勢，但隨著透膜壓差的增加去除效率會降低，而較大孔徑的薄膜去除效率亦較差。 在分析阻力組成時，可發現分子量大小對於阻力之組成無一定之趨勢，但各群組皆隨著透膜壓差的增加，不可逆阻力的值會增加，且主要增加的是強不可逆的部份，而在較高濃度之下，其所增加的幅度更大。第一章 前言 1 1.1 研究緣起及目的 1 1.2 研究內容 2 第二章 文獻回顧 3 2.1 水中天然有機物 3 2.1.1 自然有機物之形式與特性 3 2.1.2 腐植酸之基本特性 6 2.1.3 腐植酸分子量之分佈與特性 8 2.1.4 天然有機物對淨水工程的影響 10 2.2 以薄膜進行水處理 11 2.2.1 薄膜於淨水工程之應用 11 2.2.2 薄膜應用於淨水工程遭遇之問題與限制 12 2.3 GFC分子量分離 14 2.3.1 GFC分離原理 14 2.3.2 以GFC分離腐植酸分子 15 2.4 薄膜分離機制 16 2.4.1 薄膜種類與操作形式 16 2.4.2 薄膜特性對UF薄膜過濾之影響 18 2.4.3 進流液性質對UF薄膜過濾之影響 20 2.4.4 操作參數對UF薄膜過濾之影響 20 2.5 過濾實驗滲流率衰減之推估模式 23 2.5.1 阻塞模式 24 2.5.2 質傳模式、滲透壓模式與邊界層模式 27 2.5.3 阻力串聯模式 32 第三章 實驗材料與方法 37 3.1 實驗內容 37 3.1.1 實驗項目 37 3.1.2 實驗參數選定與假設 38 3.2 實驗裝置與分析設備 44 3.2.1 GFC分離設備與藥品 44 3.2.2 薄膜模組 46 3.2.2 薄膜系統設備 47 3.2.4 分析儀器設備 48 3.3 實驗步驟與方法 49 3.3.1 腐植酸溶液之配製 49 3.3.2 腐植酸之分子量分佈與族群分離 50 3.3.3 薄膜前處理 51 3.3.4 薄膜過濾實驗 52 3.3.5 阻力串聯模式與各阻力之分析 52 第四章 結果與討論 54 4.1 GFC分離腐植酸分子量 54 4.2 薄膜過濾基本性質之分析 57 4.2.1 滲流率衰減之變化 57 4.2.2 DOC去除效率之變化 78 4.3 阻力串聯模式 99 4.3.1 薄膜本質阻力 99 4.3.2 不同操作條件下之薄膜本質阻力與不可逆阻力 99 第五章 結論與建議 111 5.1 結論 111 5.2 建議 113 參考文獻 1151469265 bytesapplication/pdfen-US積垢阻力超濾薄膜膠體過濾層析法阻力串聯模式ultrafiltrationgel filtration chromatographyrethesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/62730/1/ntu-93-R91541118-1.pdf