PVDF复合超滤膜电活化过硫酸盐去除水中新污染物及缓解膜污染

作者：刘寅; 许岐斌; 宋子恒; 刘索; 赵纯^*

来源：中国环境科学, 2023, 1-9.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20230801.001

• PVDF
• CP/PVDF膜
• 过硫酸盐
• 电活化
• 腐殖酸

膜污染的发生以及对小分子有机物截留效果差一直是限制超滤技术发展的重要因素.该研究通过耦合高级氧化技术实现超滤过程中对膜污染的缓解以及小分子有机物的去除.通过喷涂的方式将交联聚吡咯的碳纳米管沉积在聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面，得到了具有优异导电性的交联聚吡咯的碳纳米管复合超滤膜(CP/PVDF).实验中建立了膜阴极过滤过硫酸盐体系(E-PS-CP/PVDF).并比较了过一硫酸盐(PMS)和过二硫酸盐(PDS)分别作为氧化剂时该体系对膜污染的缓解(HA作为模拟污染物)以及小分子有机物的去除表现.结果表明，E-PS-CP/PVDF体系对三种不同小分子有机污染物(SMOP)卡马西平(CBZ)、双氯芬酸钠(DCF)和磺胺甲噁唑(SMX)均有较高的去除速率，其一级动力学常数均高于15×10-2 min-1远高于单独超滤体系(最高为0.072×10-2 min-1).E-PS-CP/PVDF体系具有明显的膜污染缓解作用，使用PMS和PDS作为电解质时，60 min内出水比通量仅仅分别下降到0.93和0.84，外加电场与活性物质对HA的氧化作用改变了污染物在膜表面的相互作用，减少了HA在膜上的沉积.此外，通过捕获实验探究了E-PS-CP/PVDF体系缓解膜污染的机理.机理实验结果表明，E-PS-CP/PVDF体系中缓解膜污染的主要原因是由于体系中的PS被膜阴极活化产生了·OH 和SO4·-和1O2的产生，且PMS作为氧化剂具有更好的表现.因此，E-PS-CP/PVDF体系能够实现超滤过程中膜污染的缓解和对小分子有机物的去除，在实际水处理领域具有良好的应用前景.

• 单位
  三峡库区生态环境教育部重点实验室; 重庆大学