慧聪水工业网2月5日讯：导读：新污染物(emerging pollutants)是指新认定或之前未认定、现阶段未受法规规范,但是由于其检出频率较高且对健康具有潜在威胁风险的污染物,包括内分泌干扰物(EDCs)、药品及个人护理品(PPCPs)、持久性有机污染物等,具有化学稳定性、难生物降解性以及风险未知性等特征。近年来,随着社会的发展和工业的进步,大量新污染物不断进入水环境中,其质量浓度通常保持在纳克每升至微克每升,但新污染物在水体中可持久保留并累积,具有潜在的生物毒性,且难以通过水体自净和常规处理工艺有效去除,对人类健康和生态系统构成潜在危害,引起了研究者的高度关注。如何有效去除水中的新污染物,已成为水环境治理领域的研究热点和难点。

新污染物的去除技术主要包括物理吸附法、高级氧化法、生物降解法和膜分离技术等。膜分离技术具有占地面积小、分离效率高、环境友好等突出优势,被广泛用于水处理和水回用领域。其中,纳滤技术能有效去除相对分子质量为200～2 000 Da的有机物,特别是在去除新污染物方面有很好的应用前景。目前国外已有较大规模的应用实例,如1999年建成的法国巴黎Méry-sur-Oise水厂采用较大规模的纳滤系统,有效去除了原水中的杀虫剂(95%)和农药残留物。

在Web of Science以“nanofiltration”和“emerging pollutants”为关键词检索2002年—2022年发表的文章数量(图1),整体呈现逐年增长的趋势;并利用VOSviewer软件绘制了关键词共现图谱(图2),表明纳滤对新污染物的去除是环境领域的研究热点,因此,有必要对相关的研究进展进行总结。本文综述了近年来纳滤去除水中新污染物的分离机理、影响因素及应用情况等方面的研究现状,并根据已有的研究成果,探讨了目前纳滤处理新污染物存在的问题和面临的挑战。

4 结语与展望

纳滤膜独特的分离特性使得其在去除新污染物中具有重要的应用前景,目前研究人员针对这一领域开展了大量研究工作,并取得了诸多研究成果。未来纳滤技术在新污染物去除领域的应用前景将更加广阔,同时也需要面临新的挑战和工作方向,通过对以往研究的分析总结,今后还需在以下方面进一步开展研究。

(1)传统的纳滤技术虽然简单易行,但存在低通量、易堵塞等局限。为了更好地去除新污染物,需要开展新型纳滤技术方面的研究。例如,可以研究电化学纳滤技术,利用电场效应,促进污染物质在电化学纳滤膜内向电极聚集,进而提高纳滤去除效率。除此之外,还可以将人工智能技术应用于纳滤操作控制中,实现智能化控制和操作优化,同时对水中新污染物进行预警和预测,从而更加精准、高效地控制水中新污染物的问题。

(2)优化纳滤流程和操作条件。在一定程度上,纳滤材料的选择和操作条件的优化应相匹配,以确保最佳的纳滤效果。例如,可以研究不同的操作模式、膜材料、纳滤参数等对纳滤效率和稳定性的影响,以实现更高效、更稳定的水处理。同时,针对不同新污染物,需要设计相应的测试方案,以深入探究操作条件的影响,优化纳滤流程,并对其进行理论和实践结合的研究,最终实现最佳的纳滤效果。

(3)目前,纳滤技术已经得到了广泛应用,但在实际应用中仍然会遇到一些难题和挑战,其中包括膜污染、膜的损坏和老化、成本问题等。未来的研究方向应针对这些问题,开发新型纳滤材料、优化纳滤工艺、探索纳滤膜组合工艺等方面,以降低成本、提高膜分离性能,提高其自清洁性、耐污损性、自修复性等特性,进一步实现适应不同水体和污染物的高效纳滤。（本刊有删节）详情见净水万事屋公众号