纳滤去除水中酚类和类固醇类雌激素的试验研究

论文摘要

水环境中环境激素的去除问题已引起全世界广泛关注,调查发现,地表水、地下水和饮用水中都不同程度检测到环境激素的存在,严重威胁人类和生物体的健康和安全。本文采用纳滤技术,以八种典型的雌激素（2,4-二氯苯酚、五氯酚、4-壬基酚、双酚A、雌酮、雌二醇、炔雌二醇和雌三醇）为对象,研究了操作压力、pH、离子强度以及腐殖酸的存在对纳滤膜截留酚类和类固醇类雌激素性能的影响;同时研究了不同原水水质对膜分离性能的影响;此外,以某水厂水源水中添加酚醇雌激素进行纳滤连续实验,研究随着运行时间的延长,纳滤膜对酚醇雌激素截留效果的变化。结果表明:（1）纯水中添加酚类和类固醇类雌激素的纳滤试验中,压力对膜通量和酚醇雌激素截留率的影响不显著。随着操作压力的增大,膜通量和截留率也随之升高,但当操作压力增大到一定程度时,截留率反而降低,在0.4Mpa时截留率最大。pH值和离子强度对膜的分离性能影响较大,膜通量和截留率随着pH值的升高而升高,溶液在碱性条件下,膜通量和截留率都较高。随着离子强度增大,膜通量和截留率降低。（2）腐殖酸与酚类和类固醇类雌激素共存的纳滤试验中,压力、pH和离子强度对膜通量和截留率有较大影响,其对雌激素的分离规律与纯水模拟试验中相似。随压力增大,膜通量增大,截留率随压力增大先增大后减小,在压力为0.4MPa时,截留率最高。pH值升高,膜的通量和截留率增大,高pH增强了溶液和膜表面的静电斥力,并减轻腐殖酸在膜面的吸附作用,从而提高了截留率。腐殖酸共存条件下,Ca2+和腐殖酸形成大分子络合物,沉积在膜表面,导致膜通量下降。截留率随离子强度的增大而降低,高的离子强度削弱膜表面与雌激素之间的静电斥力作用,以及腐殖酸在膜表面的污染共同作用导致膜截留率的下降。（3）原水水质影响膜的分离性能,地表水中有机物的存在能够提高膜对酚类和类固醇类雌激素的截留率。（4）水厂水源水添加酚醇雌激素的连续试验中,膜通量在过滤初期下降较快,但随着过膜时间的延长,通量基本保持稳定,当运行到后期时,膜通量有一个明显下降的过程。酚类和类固醇类雌激素的截留率随着操作时间的延长而下降,但随着污染层的形成导致膜孔窄化,截留率在过滤后期上升。本论文的研究为水中雌激素的去除提供了科学依据,具有重要的实践意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 酚类和类固醇类雌激素概述
• 1.1.1 酚类和类固醇类雌激素的来源
• 1.1.2 酚类和类固醇类雌激素的危害
• 1.1.3 酚类和类固醇类雌激素在水环境中的污染状况
• 1.1.4 水中酚类和类固醇类雌激素去除的研究现状
• 1.2 纳滤技术概述
• 1.2.1 纳滤技术的分离机理
• 1.2.2 纳滤技术的应用
• 1.2.3 纳滤技术去除水中雌激素的现状及问题
• 1.3 课题研究的意义、内容及来源
• 1.3.1 课题研究的意义
• 1.3.2 课题研究的内容
• 1.3.3 课题的来源
• 2 实验设计及方案
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 试验装置
• 2.1.2 试验仪器
• 2.1.3 试验试剂
• 2.1.4 试样的制备
• 2.2 分析方法
• 2.3 试验设计
• 2.4 数据处理方法
• 3 实验结果与讨论
• 3.1 纳滤膜的选择
• 3.2 纳滤膜对纯水中酚醇雌激素的分离试验
• 3.2.1 操作压力对膜分离性能的影响
• 3.2.2 pH值对膜分离性能的影响
• 3.2.3 离子强度对膜分离性能的影响
• 3.2.4 小结
• 3.3 腐殖酸共存条件下纳滤膜对酚醇雌激素的分离试验
• 3.3.1 操作压力对膜分离性能的影响
• 3.3.2 pH值对膜分离性能的影响
• 3.3.3 离子强度对膜分离性能的影响
• 3.3.4 小结
• 3.4 原水水质对纳滤分离酚醇雌激素的影响
• 3.5 纳滤膜对水厂水源水中酚醇雌激素的连续分离试验
• 254、pH、电导率的变化'>3.5.1 纳滤过程中UV₂₅₄、pH、电导率的变化
• 3.5.2 纳滤过程中通量的变化
• 3.5.3 纳滤过程中酚醇雌激素截留率的变化
• 3.5.4 小结
• 4 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 致谢
• 参考文献