仿生功能膜處理染料廢水的研究

莫嘉豪，梁文鐘，周偉堅，鄧德珩，潘文銳，黃喬煒

（1.廣東工業大學環境科學與工程學院，廣東廣州510006；2.生態環境部華南環境科學研究所，廣東廣州510655；3.廣州華科環保工程有限公司，廣東廣州510655）

染料廢水主要來源于印染、造紙、紡織、制革行業企業，具有水量大、有機污染物含量高、高毒性及致癌等特點，是一種嚴重威脅生態環境和人類健康的工業廢水〔1〕。其中，合成類染料是工業上應用最為廣泛的染色劑。漆酶是在動植物中廣泛存在的一種新興綠色環保高效催化劑〔2-4〕。但由于漆酶的不穩定性，人們常將漆酶固定在載體或分離膜上，通過特定的介質提高轉化效率后再加以研究應用〔5〕。

吸附功能膜（AFM）是一種由吸附材料，如碳納米管（CNT）和石墨烯（GO）加載到超濾或微濾膜表面形成動態層的復合膜，具有吸附及膜分離雙重去污能力〔6-7〕。然而，膜處理運行達到一定時間后，污染物會逐漸累積在吸附劑中直至達到吸附飽和狀態，最終導致復合膜污染物的去除率和膜過濾能力迅速衰減。因此，吸附飽和問題嚴重限制AFM 的長期穩定運行，如何實現吸附劑的再生及膜分離能力的恢復成為AFM 應用研究不可或缺的問題。為此，筆者利用酶可固定在吸附層的特性，將漆酶、CNT 和膜三種材料通過物理吸附和過濾方式制備出一種可深度處理染料的仿生功能膜（BFM）。與AFM 相比，該膜顯著地提高了抗污染能力、延緩了CNT 吸附飽和的時間及膜的壽命。

1 實驗部分

1.1 實驗裝置與試劑

實驗裝置由氮氣/空氣瓶、減壓閥、磁力攪拌器、超濾杯、電子天平及計算機組成，如圖1 所示。……