費(fèi)蘭德斯和荷蘭水體中的優(yōu)先有機(jī)污染物和用納濾膜去除的可行性的評估(編輯修改稿)
2025-05-06 12:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性強(qiáng)的有機(jī)微污染物。 表一顯示的優(yōu)先級列表是由選擇方法得出的。它涉及了每個化合物被列入優(yōu)先列表的原因及它們在法蘭德斯、荷蘭和歐洲聯(lián)盟的地表水與荷蘭的飲用水中測得的最高濃度，并給出了指引和對人體健康的限制法定值。表一明顯的顯示出幾種化合物在地表水中的濃度超過人類健康限定值，這表明，為了保障消費(fèi)者免受潛在的威脅，飲用水的處理是完全必要的。在飲用水中發(fā)現(xiàn)的有機(jī)微污染物濃度遠(yuǎn)低于在地表水中的有機(jī)微污染物濃度。這表明，大多數(shù)的有機(jī)微污染物在目前的飲用水處理中的去除率較高，而對于少數(shù)微污染物，（如藥品）的去除率卻很低，特別是對于一些化合物，因此，研究新的處理技術(shù)是必須的。3納濾膜作為去除方法納濾膜是一項相對較新的分離技術(shù)，由于其在飲用水生產(chǎn)中找到去除有機(jī)微污染物的方式，以前，納濾膜用于軟化，而如今，納濾膜雖仍主要用于軟化，但也作為去除有機(jī)化合物的一種方法，到目前為止，納濾膜的截留分子量（超過90％以上被截留的化合物摩爾質(zhì)量）位于200到500克/摩爾之間，與用于飲用水生產(chǎn)的水體（主要指地下水，地表水或者河水）中有機(jī)微污染物的分子量相符。納濾膜的溶質(zhì)運(yùn)移機(jī)制已成為許多研究項目的主題，但現(xiàn)在還沒有完全明確。由于許多有機(jī)微污染物，如農(nóng)藥和EDC，不能完全被去除，為了預(yù)測去除率，完全理解影響溶質(zhì)從流入側(cè)移運(yùn)到滲透側(cè)的因素是必要的，由于復(fù)雜的納濾膜過程，發(fā)生不同的排斥反應(yīng)機(jī)制，這些機(jī)制受溶質(zhì)以及膜參數(shù)的影響。同樣，給水水質(zhì)和運(yùn)行參數(shù)對去除率有影響。一個納濾膜的去除率定義為：R=1cp/cf,其中cp是滲透側(cè)的濃度，cf是原水中的濃度。從文獻(xiàn)和實(shí)驗研究中，定義了納濾膜過程中最重要的參數(shù)，在過濾過程中通常使用該化合物的分子大小作為其去除效率的指示參數(shù)。摩爾質(zhì)量、分子的寬度和長度以及Stokes半徑是一些常用于描述分子大小的參數(shù)。納濾膜的去除率一般隨分子量的增加而增加，如果不帶電荷的化合物的摩爾質(zhì)量高于膜截留分子量，一般其去除率也高?；衔锓肿哟笮】梢钥醋髂た状笮〉睦碚撝?。由于膜的聚合物網(wǎng)絡(luò)的篩分效果，分子比膜孔大的不帶電化合物很容易去除。 極性也是一個描述納濾膜去除率的重要參數(shù)，極性分兩種，首先，范德Bruggen等人（1999）描述了永久偶極矩對去除率的影響。具有較高的偶極距的溶質(zhì)擔(dān)任對齊膜孔的任務(wù)。由于溶質(zhì)與膜電荷的靜電作用，從而導(dǎo)致溶質(zhì)更容易滲透，進(jìn)而降低其去除率。極性也被描述為疏水性。溶質(zhì)和膜之間的疏水性相互作用，可能會導(dǎo)致溶質(zhì)吸附在膜表面和膜孔中?；衔锏氖杷栽礁撸ㄓ眯链妓峙湎禂?shù)（logKow）表示），其在膜上的預(yù)期吸附性越強(qiáng)。膜的吸附性導(dǎo)致溶質(zhì)最初的截留率高，溶質(zhì)在膜（分區(qū)）并通過膜擴(kuò)散的解決方案是膜過濾過程中一個重要的運(yùn)輸機(jī)制。從理論上來說，可以預(yù)計，一種化合物越容易吸附在膜上，就越容易溶解在膜中并運(yùn)輸?shù)綕B透側(cè)。logKow值（即疏水性）越高，導(dǎo)致溶質(zhì)的運(yùn)輸率越高，截留率越低。初始吸附分子的疏水性很高，從而導(dǎo)致較強(qiáng)的排斥反應(yīng)，最終在突破時將觀察到下降到平衡濃度。平衡值與溶質(zhì)分子大小有關(guān)，窗體頂Braeken等人在2005解釋親水性化合物較高的抑制為空間位阻現(xiàn)象：由于水中親水性化合物的分子與水分子的協(xié)同作用，預(yù)計其能溶解于水中，并且可能改變分子的有效直徑。據(jù)預(yù)計，親水性分子比非水合疏水性分子更容易去除，純粹以尺寸為基礎(chǔ)去除。 從上一個陳述中，可以認(rèn)為，親水性和疏水性化合物的行為與其摩爾質(zhì)量的關(guān)系相似，切斷分子量將導(dǎo)致親水性化合物的摩爾質(zhì)量較低，這導(dǎo)致的結(jié)論是在描述納濾膜的去除率中，疏水性的影響相對比摩爾質(zhì)量的影響高。文學(xué)上也支持這種說法。 納濾膜對有機(jī)溶質(zhì)的排斥反應(yīng)的最后一個重要參數(shù)是溶質(zhì)的 pKa 值，其決定溶質(zhì)的電荷（相對于原水的ph 值），由于大多數(shù)納濾膜膜表面在ph 值平衡呈中性條件下 帶負(fù)電（由于電離的磺酸或羧基官能團(tuán)的存在），在膜的表面的帶負(fù)電荷的溶質(zhì)砂之間由于存在靜電排斥，抑制了這些溶質(zhì)的滲透。因此將更好地去除負(fù)電荷的溶質(zhì)。
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