CN103739122A - Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除。利用Pluronic嵌段共聚物构成大尺寸且能被超滤膜有效分隔的胶束，以此作为増溶自来水中微量有机污染物然后加以超滤去除的载体；同时利用这种化合物胶束化的敏感温度效应，通过简单的温度调节来控制单体分子与组成胶束之间的可逆转换，以此实现Pluronic嵌段共聚物的再生循环利用。
Description
技术领域
本发明属于水污染处理技术领域，涉及Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除。该去除方法适用于进一步清洁自来水。若应用于住宅小区，可实现小区高洁水的集中供应。
背景技术
当今生活生产中，各种洗涤用品被大量使用，已不可避免地污染到水源水。目前世界上通用的饮用水（自来水）消毒工艺仅有氯气处理这一环节，这能有效地去除致病性细菌，但无法降解有机污染物。对有机污染物，通入的氯气反而会与有机物结合（相互作用）形成强致癌性的多氯有机物。
世界上用于清除水体有机污染物的主要方法有：超临界水氧化（supercritical water oxidation）、臭氧化（ozonation）、紫外光辐射（UV light irradiation）、溶剂萃取（solvent extraction）和活性碳吸附（activated carbon adsorption）。前三种方法从经济角度考虑适用于大剂量有机物污染的水体处理；后两种适合连续流动水清污。其中溶剂萃取法本身也给水源带来二次污染，不适合自来水处理。用活性碳吸附需要水中有机物具有一定的浓度，与活性碳形成较大的浓度差，也不符合自来水中微量有机污染物的去除。而且活性炭处理流动水通常采用固定床方式，仅有接触水流的那一面对吸附是有效的，造成“活性”降低，清污效果不理想。
本发明采用增溶胶束超滤（Micellar-Enhanced Ultrafiltration，简写为MEUF）新技术。MEUF技术利用了两亲结构分子所产生的自发聚集行为（胶束化行为），这在水中得到亲油基团被包裹在内，亲水头基环绕在外的分子有序聚集体（胶束）。这种胶束内核的疏水微环境能有效地増溶水中的有机分子（胶束增溶），使之富集。胶束增溶的结果放大了有机分子的体积，因此能借助超滤膜将之截留除去。
通常的MEUF技术采用普通表面活性剂。这些表面活性剂分子量低，无法生成大内核的胶束，因而对有机物的增溶量低；更重要的是，小尺寸胶束难以被超滤膜有效截留，可能造成对水体的二次污染；目前也还没有找到对小分子表面活性剂合适的再生使用技术，无法实现工业应用。Pluronic嵌段共聚物无毒无害，所形成的胶束尺寸大，不仅能有效増溶有机物，还能被超滤膜完全截留，加上可利用温度效应使胶束重复利用（再生技术），这些都使得Pluronic嵌段共聚物可以作为去除自来水中微量有机污染物的很好増溶胶束材料。
发明内容
本发明的目的是针对目前自来水中存在微量有机污染物的现状，提供一种有效去除自来水中微量有机污染物的新方法，将Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除。本发明利用Pluronic嵌段共聚物所形成的大尺寸胶束，既可大大增强对有机物的增溶，也确保增溶胶束能被超滤膜有效截留，从而实现有机污染物与水体的分离。且Pluronic嵌段共聚物可再生循环利用，对环境无污染。
为了达到本发明目的，本发明进一步提供了技术方案：
Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除，将Pluronic嵌段共聚物加入自来水中，将温度控制在临界胶束温度以上，使之形成胶束、增溶，富集水中的微量有机污染物；然后用超滤膜将纯净水和增溶了有机污染物的Pluronic嵌段共聚物胶束进行分离，即得去除了微量有机污染物的自来水。
所述的Pluronic嵌段共聚物为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物。所述的Pluronic嵌段共聚物为F127、F108、F98、F88、F87、P123、P105、P104、P103、P94、P85、P84、L122、L121、L101、L92、L81中的一种。
每升自来水中加入1-5g的Pluronic嵌段共聚物。
将分离得到的增溶了有机污染物的Pluronic嵌段共聚物胶束溶液的温度控制为临界胶束温度以下，释放出被增溶的有机物，重新得到Pluronic嵌段共聚物。
本发明的显著优点是：
（1）本发明利用Pluronic嵌段共聚物所形成的大尺寸胶束，既可大大增强对有机物的增溶，也确保增溶胶束能被超滤膜有效截留，去除效果佳，实现了微量有机污染物与水体的分离；
（2）同时利用Pluronic嵌段共聚物胶束化的敏感温度效应，通过简单的温度调节来控制单体分子与组成胶束之间的可逆转换，以此实现Pluronic嵌段共聚物的再生循环利用；
（3）该方法为解决自来水体中微量有机污染物的去除提供了思路。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施案例，进一步描述本发明，但是本发明不仅限于此。
我们选用了萘、蒽、芘作为多环芳烃污染物的模型化合物，在1L自来水中加入过量的萘、蒽、或芘。这些化合物均难溶于水，将过量的多环芳烃化合物放入Pluronic水溶液中，任其增溶后，再测其具体增溶量。这些增溶量有可能已超过单纯萘、蒽、芘在水中的实际微溶量，这可以说明这些Pluronic是相当好的多环芳烃污染物去除载体。
实施例1
在1L自来水中加入1g P123（分子结构式为(EO)19-(PO)69-(EO)19，平均分子量为5750），将温度控制在35℃时形成了胶束。使用超滤膜过滤，将增溶了萘、蒽、芘的胶束与饮用水分离。然后冷却胶束溶液至5℃，可使胶束解离成单分子的P123，分离出増溶的多环芳烃后，这些单体水溶液重新升温至35℃，又重新形成胶束，再次増溶多环芳烃。
结果表明：1g P123増溶了0.063g的萘、0.0016g的蒽和0.012g的芘。
实施例2
在1L自来水中加入1g F127（分子式为(EO)100-(PO)65-(EO)100，平均分子量为12600），35℃时形成了胶束。使用超滤膜过滤，将增溶了萘、蒽、芘的胶束与饮用水分离。冷却胶束溶液到5℃，可使胶束解离成单分子的F127，分离出増溶的多环芳烃后，这些单体水溶液重新升温至35℃，又重新形成胶束，再次増溶多环芳烃。
结果表明：1g F127增溶了0.019g的萘、0.00045g的蒽和0.0036g的芘。
根据水体污染情况，可由上述数据计算P123或F127的实际投放量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (5)
1.Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除，其特征在于：将Pluronic嵌段共聚物加入自来水中，将温度控制在临界胶束温度以上，使之形成胶束，增溶水中的微量有机污染物；然后用超滤膜将纯净水和增溶了有机污染物的Pluronic嵌段共聚物胶束进行分离，即得去除了微量有机污染物的自来水。
2.根据权利要求1所述的Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除，其特征在于：所述的Pluronic嵌段共聚物为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物。
3.根据权利要求2所述的Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除，其特征在于：所述的Pluronic嵌段共聚物为F127、F108、F98、F88、F87、P123、P105、P104、P103、P94、P85、P84、L122、L121、L101、L92、L81中的一种。
4.根据权利要求1所述的Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除，其特征在于：每升自来水中加入1-5g的Pluronic嵌段共聚物。
5.根据权利要求1所述的Pluronic嵌段共聚物用于自来水中微量有机污染物的去除，其特征在于：将分离得到的增溶了有机污染物的Pluronic嵌段共聚物胶束溶液的温度控制为临界胶束温度以下，释放出被增溶的有机物，重新得到Pluronic嵌段共聚物。
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