水中的有机微污染物种类繁多,来源广泛,对人类健康有很大威胁。目前常用的去除方法有化学氧化法、活性炭吸附法、生物法和膜分离技术等。吸附法、高级氧化法、生物降解法等尽管有一定的去除效果,但应用条件较为苛刻,难以控制。膜分离技术因其分离效果好,无副产物生成、运行控制方便而受到青睐。本文通过研究有机微污染物在低截留分子量超滤膜上的传质规律,考察膜的截留性能,探讨其截留机理,为研究预测和提高低分子量超滤膜截留有机微污染物提供理论依据。采用五氯酚及其钠盐为模型污染物,考察在不同压力、不同浓度、不同pH、有电解质存在下两者在1kDa超滤膜上的截留规律。实验结果表明,相同条件下五氯酚钠比五氯酚更容易透过膜孔,因而截留率略低于五氯酚。五氯酚及其钠盐的截留率在一定压力范围内随着压力而改变,压力从O.1MPa上升到0.35MPa,膜表面的浓差极化作用随压力升高而浓度增加,使得截留率由30%左右上升到70%左右。溶质浓度也会影响两者的截留率,随着浓度的升高,截留率逐渐下降。压力在0.2MPa时,浓度从5mg/L上升到50mg/L,截留率由70%左右下降到40%左右。有电解质存在下,电解质浓度升高,五氯酚截留率有明显下降。MgCl2的浓度逐渐增加到0.5mol/L,截留率从70%左右下降到10%左右。溶液中NaCl、KCl存在时,也产生类似的影响,影响能力为:MgCl2>NaCl>KCl。在不同pH下,五氯酚的截留率也呈现规律性变化。溶液由pH=3逐渐过渡到pH=10的过程中,截留率先逐渐下降,在pH=8时达到最低后逐渐上升。基于有机物在膜上传质的流体动力学模型以及浓差极化模型,建立了一个新模型对该传质规律进行了模拟,计算出五氯酚在不同溶液环境中的有效截留半径,得到不同环境条件的变化对五氯酚截留率的影响效果。分析认为五氯酚在膜上传质的有效截留半径受水合分子的半径影响,不同浓度、不同电解质溶液条件下,五氯酚形成水合分子的能力不同,其水合分子半径是不同的,因此影响了该物质在膜上的截留率。浓度增加时,水合分子的水合层稳定性受其影响,水合半径减小,导致截留率降低;电解质离子存在下,水合分子会发生部分“失水”现象,导致水合半径减小;pH逐渐升高时,带有正电荷的膜表面的电负性随着pH的升高而逐渐升高,而溶液中的五氯酚由分子逐渐变为离子状态,两者之间由静电吸引到静电排斥,截留率也因此由开始逐渐下降到近于零后又开始逐渐上升。