随着世界范围内人口数量的增加以及居民生活水平的提升,人们对市政用水的需求量也呈逐年增加趋势。与此同时,大部分地区则面临严重的水资源短缺和水质污染问题,单纯依赖传统地表和地下水资源已难以满足社会发展需求。为此,以再生水为代表的非传统水资源在社会生产、生活中的应用也变得日益广泛。然而,再生水中有毒有机组份的种类复杂多样,具体到特定物质其含量虽然相对较低,但它们对人体的长期综合毒性仍不能忽视,这也使得再生水作为饮用水的回用受到一定的限制。本研究采用正渗透技术,以再生水作为原料液,以含盐量较高的苦咸水作为汲取液,系统地评价工艺对再生水中腐殖酸和富里酸等大分子有机组份和内分泌干扰物和芳香族化合物等典型小分子有机组份等的截留特性,得到的主要研究结论如下:(1)正渗透过程对再生水中有机组份的截留效率主要与其分子量大小、荷电性质和亲疏水性有关。对于属于中-大分子的腐殖酸和富里酸,由于分子尺寸较大,渗透过程对其截留率最高。汲取液含盐量为12.08 g/L时,FO模式(渗透膜活性层面向再生水)下,腐殖酸和富里酸在系统运行初期(0.5 h)的截留率均为100%,5.0 h后则分别降至99.7%和98.6%。同时,CTA膜的水通量为2.00 L/(m2?h),随运行时间的增加无明显下降。(2)膜材质及其使用朝向对有机组份的截留效率也存在显著影响。一般地,PA膜-FO模式>CTA膜-FO模式>CTA膜-PRO模式>PA膜-PRO模式。产生上述差异的原因主要与膜材质以及浓差极化的形成有关。以PA膜为例,其膜厚约150μm,是CTA膜的3倍,且支撑层对有机组份具有一定的吸附性能。当以PRO模式运行时浓差极化问题的出现将大幅提升有机组份的过膜通量,而以FO模式运行时,又由于其较大的厚度和支撑层较强的吸附性能使得有机组份的截留率最高。(3)在CTA膜-FO模式、CTA膜-PRO模式和PA膜-PRO模式中,正渗透过程对内分泌干扰物的截留效率均符合雌酮>17β-雌二醇≈雌三醇≈双酚A>17α-乙炔基雌二醇。这主要由再生水中有机组份的Zeta电位(荷电性),logKow(亲疏水性)和分子量等因素共同决定的。与CTA膜不同,PA膜在FO模式下,雌三醇的渗透通量则最大,PA膜的支撑层对汲取液侧有机物溶质的吸附作用是造成其差异性的主要原因。将以上影响因素经过整合提出了经验参数S,经计算验证可以较好地表征正渗透过程在以上几种模式下对各物质的截留性能。(4)与腐殖酸、富里酸和内分泌干扰物不同,芳香族小分子在水中主要以溶解态的形式存在。正渗透对其截留效率主要与苯环上取代基的类型和分子量大小有关。苯环上连有疏水基时,正渗透过程的截留率最高,7.0 h后仍在90%以上。若苯环连接的支链为亲水基,正渗透过程对其截留率则明显下降。与酚羟基和氨基等官能团相比,硝基还具有一定的吸电子性,2-硝基苯胺和间二硝基苯的高过膜能力与其电子云的偏移有关,在水中易与氢离子结合形成氢键而使分子具有正电性,从而与表面带负电荷的膜相吸引,因此正渗透过程对这种物质的截留率最低。综上述可知,正渗透过程对再生水中不同有机组份均有较高的去除效率。系统运行过程中,通过控制再生水的浓缩倍数、选择合适的膜材质和膜置向,可有效控制有机组份向汲取液中的渗透量。研究工作对实现再生水以饮用为目的的安全回用,在保障出水品质的基础上进行苦咸水等劣质地下水的稀释利用和解决水资源短缺地区的饮水安全问题有着重要的现实意义。