功能纳米材料膜修饰及其对新兴污染物抗性基因的强化去除

发布时间：2022-07-19 14:02

　　环境污染和资源短缺一直是制约社会可持续发展的关键问题。对于现有的污水处理工艺进一步创新并探索其对环境中新兴污染物的去除已成为近年来水资源管理领域的研究热点。膜分离技术在污水处理中有着广泛应用,现已逐步发展为完善的工艺体系,然而随之而来膜污染问题仍亟待解决。另外,膜技术对于新兴污染物如抗性基因的去除效果仍未可知。因此,本文基于功能性纳米材料膜修饰技术,分别对微滤及超滤膜进行一系列表面修饰,并将其应用于抗性细菌及抗性基因的去除。通过对光催化材料及抗菌材料的共修饰提升了膜的抗污染能力并提高了膜通量再生性能;通过构建光催化膜过滤系统对二级出水进行深度处理实现了对抗性细菌及抗性基因的有效截留并去除。主要研究内容和结果如下:1、选择PDA作为中间层,在PES微滤膜表面原位生成AgNPs;之后再PDA的活性基团作用下,将Ti02修饰于膜表面。利用SEM分析膜表面修饰前后形貌变化,证明修饰后Ag与TiO2成功修饰。Ag与TiO2纳米材料的引入使膜亲水性、水通量有了较大的提高,抑菌性能也明显体现,两者的协同作用使膜具有抗污染能力与自清洁能力。2、构建了光催化反应性膜系统并应用于对抗性细菌及抗性基因的去除... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 前言
    1.2 膜的类型及应用
        1.2.1 膜技术的分类及主要作用机制
        1.2.2 膜技术的主要传质理论
    1.3 膜技术的主要面临问题
        1.3.1 影响膜污染的因素
        1.3.2 膜污染的主要解决途径
    1.4 新兴的污染物-抗性细菌及抗性基因
        1.4.1 抗性细菌及抗性基因的起源及危害
        1.4.2 抗性基因的传播
        1.4.3 抗性基因的去除及面临的主要问题
    1.5 研究的目的、意义和内容
        1.5.1 本研究的目的和意义
        1.5.2 研究主要内容
第2章 光能自清洁膜系统的构建
    2.1 概述
    2.2 材料与方法
        2.2.1 主要实验材料、化学试剂与仪器
        2.2.2 AgNPs及TiO_2共修饰抗污染膜制备
        2.2.3 AgNPs及TiO_2修饰PES膜表征
        2.2.4 AgNPs及TiO_2修饰PES膜性能测定
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 膜表面形貌及化学结构分析
        2.3.2 膜粘附性及抑菌性分析
    2.4 本章小结
第3章 光催化膜过滤系统对抗性细菌与抗性基因去除
    3.1 概述
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 光催化反应性膜制备
        3.2.3 TiO_2修饰PVDF膜表征
        3.2.4 膜过滤及光降解实验
        3.2.5 膜抗污染性能测定
        3.2.6 膜表面细菌活死情况测定
        3.2.7 细菌质粒及基因组提取
        3.2.8 定量PCR测定
    3.3 结果与结论
        3.3.1 膜表面形貌及粗糙度测定
        3.3.2 二沉池二级出水中总细菌及抗性细菌的去除
        3.3.3 抗性细菌及整合子过滤及光催化去除
        3.3.4 修饰后膜的抗污染性能
    3.4 本章小结
第4章 结论与建议
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文成果
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3663546