近日，环境学院曲丹教授课题组在LL-HFMC回收尿液氨氮的低膜污染机理方面的相关研究论文“A new insight into the low membrane fouling tendency of liquid-liquid hollow fiber membrane contactor capturing ammonia from human urine”在环境领域Top期刊《Water Research》（IF=13.4）上发表。

　　液/液中空纤维膜接触器（Liquid-liquid hollow fiber membrane contactor，HFMC）是传统化学吸收和膜分离过程的耦合，具有操作简便、分离效率高等优势，在水中挥发性物质（如NH3）的去除和回收领域具有广泛的应用前景。尿液中氮的含量高达8 kg/t，实现其高效回收不仅可降低污水处理厂脱氮的压力和地表水体污染风险，亦可获得高纯度的含氨产品。曲丹教授课题组前期研究发现，在优化的条件（pH="12）下，LL-HFMC技术可实现尿液中氨氮的高效回收（回收率>93%），且在近2个月的运行过程中氨氮跨膜通量并未发生变化，膜污染程度较轻。

　　为了揭示LL-HFMC回收尿液中氨氮低膜污染的机理，本研究采用XDLVO理论解析了不同pH值条件下尿液中复合污染物与聚丙烯疏水膜之间的相互作用能，发现污染物与膜之间的能量壁垒随着pH的升高而增加。然而，LL-HFMC为疏水膜过程，缺少水的跨膜拖拽力，导致污染物很难克服能量壁垒靠近膜表面；此外，高pH条件下，近膜表面的污染物受到膜的热力学吸引较弱，导致污染物难以吸附至膜表面，因此膜污染趋势较轻。本研究从微观角度阐释了LL-HFMC回收尿液氨氮低膜污染机理，对深入HFMC过程膜污染机理的认识，推动该技术的推广应用具有重要意义。

　　该论文第一作者为环境学院博士研究生张俊慧，封莉教授和曲丹教授为共同通讯作者，北京林业大学为第一完成单位。本研究得到了国家自然科学基金项目（No. 52170020和No. 51878049）的资助。

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119795