纳滤膜去除水中微量邻苯二甲酸酯的研究

摘要

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类典型的内分泌干扰物,对人体健康的影响和危害已越来越受到人们的关注,如何高效去除水中微量邻苯二甲酸酯的新技术研究已成为热点。纳滤膜作为一种新型的水处理技术,具有分离效果好、操作压力低、有效去除内分泌干扰物等优点。因此,纳滤膜在饮用水处理方面具有广泛的应用前景。
　　 本文针对性地选取邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DnBP)和邻苯二甲酸二异丁酯(DiBP)为试验对象,系统研究了NF270-2540和DK2540两种纳滤膜对四种邻苯二甲酸酯的去除效果,主要研究结果如下:
　　 1.纳滤膜对邻苯二甲酸酯的吸附及截留特性
　　 试验考察了DMP、DEP、DnBP和DiBP在NF270-2540和DK2540膜面的吸附行为。研究发现两种纳滤膜对四种邻苯二甲酸酯的吸附量随邻苯二甲酸酯初始浓度的升高而增大,邻苯二甲酸酯的辛醇-水分配系数(logKow)和溶解度对平衡吸附量存在一定的影响。并且Freundlich吸附方程能较好地描述DMP、DEP、DnBP和DiBP在NF270-2540和DK2540膜面的吸附行为。对于NF270-2540膜,DMP、DEP、DnBP和DiBP的吸附容量指数(1/n)分别为0.61、0.61、0.61和0.59,吸附容量(K)分别为0.05、0.09、0.13和0.17;对于DK2540膜,DMP、DEP、DnBP和DiBP的吸附容量指数(1/n)分别为0.62、0.62、0.61和0.60,吸附容量(K)分别为0.04、0.08、0.12和0.15。且四种邻苯二甲酸酯的吸附容量(K)均表现为KNF270-2540大于KDK540。
　　 同时试验考察了NF270-2540和DK2540膜对DMP、DEP、DnBP和DiBP的截留特性。研究结果显示在运行初期两种纳滤膜对四种邻苯二甲酸酯的截留特性表现为膜面的吸附和膜孔的筛分,吸附达到平衡后截留机理取决于膜孔的筛分效应。吸附平衡后,NF270-2540膜对DMP、DEP、DnBP和DiBP的截留率分别为44.4％、68.2％、92.7％和93.1％;DK2540膜对DMP、DEP、DnBP和DiBP的截留率分别为55.1％、78.0％、96.0％和96.8％,这表明DK2540膜对四种邻苯二甲酸酯的截留效果优于NF270-25410膜,NF270-2540和DK2540膜能高效地去除水中的DnBP及DiBP。
　　 2.试验参数对纳滤膜截留性能的影响
　　 试验考察了原水初始浓度、pH、离子强度、操作压力等参数对DK2540膜截留DEP的影响,研究发现:(1)操作压力对DK2540膜通量的影响比较显著,操作压力增大,膜通量增加,截留率略有上升;(2)随DEP初始浓度增加,DK2540膜对DEP的截留率增大,膜通量下降;(3)溶液中pH增大,膜通量出现增大趋势,相反截留率呈下降趋势;(4)随溶液中离子强度增加,DK2540膜通量下降,截留率上升。