纳米膜-AOP混合半示范系统的工艺优化与技术经济评估：用于抗生素去除

《Canadian Journal of Chemical Engineering》：Process optimization and techno-economic evaluation of a nanomembrane–AOP hybrid semi-pilot system for antibiotic abatement

高效去除水中抗生素的连续混合处理系统研究|平流式纳滤膜|过硫酸盐氧化|抗生素降解机制|水处理技术

　　

摘要

本文开发了一种连续混合处理系统，将错流平板纳滤（NF）膜技术与基于过硫酸盐的氧化工艺相结合，用于高效去除和降解水中的抗生素残留物。错流配置通过增强膜表面清洁效果显著降低了膜污染，从而确保了系统的稳定运行。随着跨膜压力和错流速率的增加，抗生素的去除率也随之提高，这证实了纳滤过程中溶质与溶剂之间的传输是相互独立的。在14巴压力和800升/小时的流速下，NF-2、NF-20和NF-1膜的最大渗透通量分别为352、188和136升/平方米·小时。总体去除率超过96%–98%，其中阿奇霉素的去除率最高，其次是氧氟沙星和环丙沙星。阿奇霉素的去除主要受到空间位阻的影响，而氧氟沙星和环丙沙星则主要通过Donnan排斥和静电排斥机制被去除。在pH值为9的条件下，所有抗生素均以阴离子形式存在，此时强烈的电荷排斥作用主导了分离过程。纳滤后的浓缩液随后经过过硫酸盐氧化处理，处理参数通过响应面法进行了优化。在最佳条件下（过硫酸盐浓度6.1毫克/升，流速36毫升/分钟，停留时间40分钟），阿奇霉素的降解效率达到98.88%，氧氟沙星为97.96%，环丙沙星为97.65%。这些结果表明，该处理策略对于受抗生素污染的水体具有高效、低污染且可扩展的特性。

利益冲突声明

作者不存在利益冲突。

同行评审

为保证透明度，本文的同行评审相关文件可访问 https://doi.org/10.1002/cjce.70380。

第三轮评审
编辑决定函	2026/02/18
作者回复附件1	2026/02/07
第二轮评审
编辑决定函	2026/01/26
评审员2的报告	2026/01/20
评审员1的报告	2026/01/06
作者回复附件1	2025/12/22
第一轮评审
评审员2的报告	2025/12/14
编辑决定函	2025/12/13
评审员3的报告	2025/12/13
评审员1的报告	2025/11/17

数据可用性声明

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