随着环境分析技术的提高和人们环境意识的增
强，环境中的新型微量污染物引起了广泛关注。药物
和 个 人 护 理 用 品 （
PPCPs
） 就 是 一 种 重 要 的 微 污 染
物，其中包括处方药和非处方药、香料、化妆品、染发
剂、发胶、香皂、洗发水等
〔
1-5〕
。 目前人们广泛使用的
护发、 化妆和皮肤滋养产品中为了达到防晒保护的
功能，一般都加入一种或多种防晒剂。该类物质中的
主要有机活性成分大都含有单环或多环的类芳香结
构，有着较强的亲脂性。水体中的某些防晒剂具有一
定的内分泌干扰作用， 对人体健康和水生生态系统
具有潜在的危害性。
膜分离技术是近几十年迅速发展起来的新兴高
效分离技术，被认为是“
20
世纪到
21
世纪中期最具
有发展前途的高新技术之一”。国内外许多专家和学
者对浓差极化和膜污染的形成机理从理论上进行了
分析，为减少乃至消除浓差极化和膜污染的影响，采
取了多种控制方法。 将电场作用引入到膜分离过程
中就是其中方法之一
〔
6-8〕
。 附加电场在膜分离过程中
发挥着重要作用， 电场的存在使得膜表面边界层的
颗粒浓缩得到缓解，膜阻力降低，而且随着电场强度
的增加，过滤速度（通量）也随之增加。 笔者以
3-
（
4
’
-
甲 基 亚 苄 基 ）
-d -1 -
樟 脑 （
4 -MBC
） 作 为 目 标 污 染
物，拟研究附加电场的膜处理工艺，比较分析附加电
场后对膜滤过程的影响， 并且考察该种改进的超滤
膜工艺是否可以有效去除水体中典 型 的
PPCPs
类
物质。
1
材料与方法
1.1
试剂
乙腈，色谱纯，德国
CNW
公司；氯化钠、氢氧化
钠，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；盐酸，优级
纯 ， 国 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 ； 腐 殖 酸 ， 美 国
Sigma-Aldrich
公 司 ；
4-MBC
， 质 量 分 数
98%
， 美 国
Sigma-Aldrich
公司。 超纯水由
Millipore
超纯水机制
备。
1.2
试验装置
试验工艺流程见图
1
。
试 验 用 膜 为 江 苏 蓝 天 佩 尔 膜 厂 家 提 供 的 聚 偏
氟 乙 烯 （
PVDF
）浸 没 式 超 滤 平 板 膜 ， 其 单 片 膜 有 效
面 积 为
0.019 37 m
2
， 膜 孔 径
0.08～0.10 μm
， 外 框 架
及骨架均为
ABS
；电 极 形 状 为 板 状 ，阳 极 为 钌 铱 混
合金属氧化物涂层钛阳极，阴极为由宝鸡德臣工贸
有限责任公司提供的纯钛板，试验时阳极放置于平
板膜的进水一侧，阴极放置于另外一侧。 直流电源
采用双路高精密直流稳压电源（上海华阳电子仪器
二厂），电压可调范围为
0~60.0 V
，跨膜压差采用精
密真空表测量（上海自动化仪表股份有限公司），膜
通量由电子天平（
UW-6200H
，日 本 岛 津 公 司 ）实 时
测 量 的 质 量 换 算 而 得 。 膜 工 作 动 力 由 蠕 动 泵
（
BT100-2J
，保定兰格恒流泵有限 公 司 ）提 供 ，工 作
期间将膜装置放入低温恒温槽（
DKB-1615
，上 海 精
宏试验设备有限公司），以保证温度相对稳定。
1—直流电源；2—储液罐；3—阴极板；4—平板膜；5—阳极板；
6—真空表；7—蠕动泵；8—电子天平；9—计算机。
图
1
试验工艺流程
1.3
测试仪器与方法
在用去离子水配制原水考察超滤膜去除
4-MBC
效率时，采用紫外可见光分光光度计（
UV2550
，日本
岛津公司）在
308 nm
特征波长下，根据吸光度进行
定量计算。
4-MBC
在
0~4 mg/L
范围内，线性关系良
好，标准曲线
y=0.092 7x+0.005 6
，
R
2
=0.998 8
。
在用腐殖酸配制原水考察负载和不负载电场超
滤膜去除
4-MBC
的效率时， 利用高效液相色谱进
行检测（
HPLC1200
，美国
Agilent
公司）。 检测器：二
极 管 阵 列 检 测 器 （
DAD
）； 检 测 波 长 ：
308 nm
；
C
18
色
谱柱（
250 mm× 4.6 mm
，德 国
CNW
公司）；流速 ：
1.0
mL/min
；进 样 量 ：
10 μL
；混 合 流 动 相 ：水
/
乙腈（体积
比
1∶4
）。 根据峰面积的比值，进行去除率的计算。 利
用 水 质 多 参 数 分 析 仪 （
pH/cond 340i
，德 国
WTW
公
司）测量
pH
和电导率。
1.4
标液与腐殖酸配制方法
每次试验前，取
4-MBC
纯品
0.1 g
置于
100 mL
棕色容量瓶中，以甲醇定容，作为
1 g/L
的标准储备
液，放置
4 ℃
冰箱内避光储存。 根据具体试验要求，
用去离子水或者腐殖酸溶液稀释， 配制
4-MBC
质
量浓度为
4 mg/L
的原水。
将
2.0 g
腐殖酸溶解于
10 mL
氢氧化钠溶液中
工业水处理
2012 －04
，
32
（
4
）
张瑞金，等：附加电场超滤膜去除水中有机污染物的研究
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