消毒副产物(DBP)是在水处理和分配过程中消毒剂与天然有机物和其他前体反应时形成的有害化学物质。在过去的50年里,已经确定了6300多种DBP,其中许多对人类健康和环境构成重大风险。
纳滤(NF)和反渗透(RO)膜在去除这些污染物方面显示出巨大的前景;然而,它们的实际去除效率和排斥机制,以及影响其性能的因素,在很大程度上仍未得到探索。
为了应对这一挑战,一个合作研究小组在DBP去除的背景下对NF和RO技术进行了全面分析,强调了它们的潜在好处和当前的局限性。他们的发现发表在《自然水》杂志上。
该研究概述了DBP的起源和危害、该领域研究的进展以及有效去除这些化学物质所需的技术进步。它强调了DBP的化学多样性和结构复杂性带来的独特挑战,与使用NF和RO膜时的其他微污染物相比,这使得它们更难消除。
进一步的分析表明,膜性能、DBP特性、进料溶液化学和膜使用的操作参数(如温度、pH值、水通量等)在决定DBP去除效率方面都起着关键作用。为了使这些信息具有可操作性,研究人员将NF/RO应用中研究的59种DBP分为四大类,并确定了每种DBP的主要去除机制。这种分类为指导未来研究和实际应用的拟议框架奠定了基础。
该框架本身包括五个关键领域:(1)膜表征技术的标准化;(2)开发鲁棒模型来预测现实水条件下DBP的去除;(3)强调小和中性DBP的排斥机制;(4)NF/RO技术的创新,以满足消费者的需求;以及(5)设计针对微污染物去除进行优化的定制膜。
这项研究强调了提高DBP去除率的方法和技术创新的必要性。此外,它还通过支持与联合国可持续发展目标,特别是可持续发展目标3(良好健康和福祉)和可持续发展目标6(清洁水和卫生)相一致的更广泛努力,为推进基于膜的水处理提供了一个潜在的路线图。p
Journal information: Nature Water
Provided by Chinese Academy of Sciences
2025-06-21
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