(2)高级氧化法
高级氧化法(Advanced Oxidation Process,AOP)是产生和利用强氧化基团·OH 来降解水中难降解有机物。用于水中去除 PPCPs 的有 O3,UV/H2O2,UV/TiO2 等方法。大量研究结果表明,、O3 /UV、O3 /H2O2 等高级氧化技术对 PPCPs 都有 很高的去除率,但却并不是对所有种类的 PPCPs 都有效[7]。论文网
(3)膜分离法 膜分离法常见的有反渗透(RO)、微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)四种。
用于 PPCPs 的去除主要是超滤和纳滤。Yoon 等[8]在研究超滤和纳滤对 PPCPs 的 去除时,发现它们对微量 PPCPs 有机污染物的处理效果最好,而且纳滤比超滤 的处理效果要好,超滤对 PPCPs 的去除率一般只有 40%左右,而纳滤可以达到 44%~93%,当然,这和污染物质的化学结构和膜的孔径有很大联系。
当污染物的成分和性质有着特殊性时,还可采用其他的方法,如:混凝和絮 凝法,砂滤法,人工湿地法。
同传统的分离技术相比,膜分离技术具有过程无相变、操作方便、环境友好、 耗能低、占地面积小和分离效率高等优点[9]。
本次毕业设计中,利用层层自组装技术制备壳聚糖聚电解质复合纳滤膜,去 除荷正电的 PPCPs。
1。3 海水淡化技术
全球有超过 20 余种海水淡化技术,通常分为膜法和蒸馏法(热法)两大类。 其中有 3 种全球主流技术:低多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法。
传统预处理方法只能去除海水中的大颗粒、部分大分子有机物和细菌,对于 小分子硬物和有机物无法发挥作用,因此膜结垢和污染现象比较普遍,制约着海 水淡化技术的前进。纳滤膜技术是一种新兴的膜分离技术,由于其较小的孔径和 膜表面的荷电性,对于去除分子量在 200~1000 之间的有机物以及二价离子效果 比较显著[10]。使用膜法操作时,操作压力不必太高,但却有较大的通量,在海水 淡化的预处理中有非常广阔的应用前景。
运用纳滤膜进行海水淡化预处理,其主要优势是不产污泥,无需再生,操作 简单,占地少,完全去除有机物和悬浮物等。与常规方法相比,纳滤膜法在投资、
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操作和价格等方面差别不大,因此该法具有较强的市场竞争力。我国海水淡化已 经起步,现阶段我国海水淡化的产量不大,但随着淡水资源的减少,海水淡化将 成为重要的淡水来源。
1。4 纳滤膜
纳滤膜,孔径通常为 1~2 nm,截留分子量位于 200~2000 Da 内[11],膜表 面常荷电。针对不同价态离子的分离,纳滤膜具有较好的选择性。与其他膜相比, 纳滤膜的操作过程压力小,渗透压低,运行费用少,且出水水质优。因此,纳滤 膜的研究与开发,一直是人们关注的热点。
1。4。1 纳滤分离机理模型
膜的分离机理主要有吸附、静电作用和位阻效应 3 种。大分子物质和胶体颗 粒的截留机理主要取决于膜孔径和溶质,当化合物分子比膜孔径大时,位阻效应 显著;离子和小分子有机物的截留机理则取决于其与膜表面的静电作用;由于膜 表面通常有荷电基团,此时截留机理则为静电吸附。
纳滤膜的分离机理比较复杂,加上存在膜面的荷电性,溶质的物化特性、膜 与溶质、溶质与溶质之间可能的相互作用,使其更加复杂。现阶段已提出的各种 纳滤膜分离机理,尚未有一个比较全面确切的解释。溶解扩散模型、细孔模型和 杂化模型[12]是现有的分离模型中比较经典的。
溶解扩散模型假设溶质和溶剂首先在膜表面溶解,再根据不同的化学位差异 透过膜。细孔模型引入空间位阻的概念,由浓度差和压力差引起溶质流动。杂化 模型则是将多个模型结合起来,比较经典的两个模型是静电位阻模型以及道南- 空间位阻模型。非极性溶质通过纳滤膜时的截留效果主要由位阻效应决定,极性 溶质则取决于位阻效应和静电作用。