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摘要：综述超滤膜技术及其制膜材料的研究现状，分析超滤膜技术用于自来水厂的最大障碍——膜污染的机理。并简述近年来自来水厂通过原水预处理、不同的膜清洗方法和优化操作条件等改善超滤膜污染方面的新进展，介绍近年来国内外超滤膜技术在自来水厂中的应用现状，展望超滤膜技术应用于自来水厂的前景。
关键词：超滤膜技术；膜污染；自来水厂
与传统水处理工艺相比，超滤可以有效地将原水中的大分子、胶体、蛋白质、微粒等去除，且当不使用化学或紫外消毒时超滤对病毒 仍有很好的去除效果，从而降低后续消毒加氯量，减少消毒副产物的 生成量。也就是说，超滤技术不仅是保障饮用水微生物安全性的最有 效技术，其还在很大程度上提高了饮用水化学安全性。同时其具有使 用的压力低、产水量大，更便于操作的优点，故超滤膜被称之为第三 代饮用水技术倍受水处理研究者的关注。
超滤膜技术
超滤膜技术是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离 技术，其作用相当于以除浊为目的的传统处理工艺，随着膜价格的下 降，它可望取代混凝、沉淀、砂滤和消毒的常规的自来水生产工艺。 其截留机理主要是通过筛分作用来截留水中的颗粒物质，即在膜两侧一定的压力差为推动力的作用下，当水流过膜表面时，只允许各种低 分子溶质( 如水、无机盐、矿物质) 透过膜，成为渗透液被收集，而大于膜孔的各种高分子物质 ( 如各种悬浮物、胶体、细菌、病毒、蛋白质等 ) 被截留成为浓缩液外排。一般来说，超滤所分离的组分直径为0.005 ～ 10m，相对分子质量大于 500 的分子和胶体，超滤技术所采用的操作压力一般为 0.1 ～ 0.5MPa，超滤膜常用非对称膜，膜的水透过率为 0.5 ～ 5.0m3 ／ (m2?d)。在饮用水处理中，超滤膜的开发主要围绕着提高截留透过性能、延长使用寿命、降低生产成本、抗污染堵塞 等方面进行。超滤膜根据制膜作材料可分为有机超滤膜和无机超滤膜。 有机超滤膜有纤维素类膜材料、聚砜类膜材料、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈等。研究最早、应用广泛的膜材料为纤维素衍生物。纤维素是 资源最为丰富的天然高分子。纤维素的分子量较大，分解温度前没有 熔点，且不溶于通常的溶剂，无法加工成膜，必需进行化学改性，生 成纤维素醚或酮才能溶于溶剂。聚砜类膜材料由双酚和一二氯二苯缩合制得，具有优良的化学稳定性、热稳定性和机械性能；聚偏氟乙烯 和聚醚砜则分别以良好的溶剂相溶性和狭窄的孔径分布谱图而出众。同样，无机膜材料也种类繁多，如陶瓷、金属、玻璃、硅酸盐、沸石 及碳纤维等。由于陶瓷膜具有耐高温、耐腐蚀的特点，因此陶瓷膜为 无机超滤膜中最常用材料，碳膜次之，而玻璃膜尚不具备工业意义。 虽然无机超滤膜具有使用寿命长、耐高温、耐酸碱、抗氧化、抗溶剂 等优点，但其没弹性、较脆、不易加工成型、不如有机超滤膜方便的 缺点，严重制约着其发展。因此，为了弥补单一材料自身不足，把两 种或多种材料混合制成膜以改善某一种材料某一方面不足或共同体现两种、多种材料各自的甚至是单独不具备的优点，来适应饮用水处理 的要求。
解决超滤膜技术在自来水处理中的有效策略探究
虽然当前超滤膜技术在自来水处理中得到广泛的应用，且对改进出水质量提供了有利保障，但是在实践应用中也存着较为明显的问题， 如膜污染及膜技术改进等问题，因此我们为大家罗列出以下几点应用措施，为大家带去参考。
膜性质的改进
超滤膜自身膜的分离性能会受到来自膜材料结构中的化学成分、荷电性、亲水或疏水性、表面能等因素的影响，因此针对超滤膜改良 后能够暂缓膜污染，已经成为了当前超滤膜创新技术研究的主要方向。 通过对膜制造技术进行有效改进，可以促使膜通量数值的快速增高， 从而有效降低了膜污染问题。经过大量的实践证明，在对超滤膜本身 膜的反冲及过滤改进实施中加入预涂技术，可以有效促使其反冲及过滤性能增强，促使其对水质中的有机物过滤性能得到显著提升。除此 之外，在对膜污染控制方面，膜组件及膜材质的有效选择也是十分关 键的因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实施超滤期间，膜材质、膜孔径及膜孔实际分布会直接 对膜与溶质及溶质三者之间在进行相互作用中产生一定的影响。因此在膜材质的选择上，需结合实际情况，尽量选择自带较强分离特性， 且抗污染的材料膜，同时超滤膜在选择中还要考虑到其与被分离溶质之间作用相对较小的一个。只有选择上述材质的膜，才能从根本上膜
污染，且便于清洗。
增强膜通量及透水率
超滤膜技术在应用到水处理中，经过长时间的使用后，一定数量 的残留物会附着在膜丝表面，导致膜丝受堵，直接对超滤膜实际膜通 量及膜组的有效透水性产生严重阻碍。因此在恢复膜通量及膜组的透 水性上，可以采取维护清洗，或是日常气洗的方式进行，具体的清洗 方式如以下内容：首先，采用氯酸钠对膜实施气洗，氯酸钠剂量控制 在 450mg/L 即可；其次，用盐酸溶液对其进行浸泡，其溶液浓度在 0.6% 至 0.9% 之间；最后，因在清洗完毕后，会出现一小部分膜组通量还是不能有效的得以恢复，且恢复程度较慢，面对这一问题，可以将盐酸 与柠檬酸进行适当比例的融合后，对膜组实施一定时间的全面浸泡， 其二者融合比例为 1.5%：0.8%，采取上述方法实施浸泡后，可促使膜组通量得以快速恢复，且恢复交过显著。
创造易于分离操作的实施条件
在对膜实施分离过程中，通过对其 PH 值、外界实际温度、实践操作压力等因素进行有效控制，为其具体优化分离创造出便利的条件， 以此来增进超滤过程。我们在此举例进行说明：在膜分离操作设计中， 通过对进水方向、增强线速度、优化反洗压力等方面的设计，来对实 际饼层生成进行有利制约；在防止膜污染的实施中，可以通过优化膜 性能的方式来进行；在控制浓度差异化的膜污染方面，可以采用水力 方式进行；在提升混合液过滤性能方面，可以在具体操作中加入聚合 体较单体混凝剂，以此来增强过滤效果，在针对凝胶层形成方面可以 具有很好的抑制效用，遏制污染延续，从根本上剔除掉附着在膜表面 的顽固污染物。
超滤膜清洗处理技术水平的提升
将超滤膜技术应用到自来水净化过程时，具体操作人员要结合不 同超滤膜技术本身的特点，灵活应用以往的处理经验，对超滤膜具体 清洗进行有效指导。在清洗前，需要工作人员向水处理厂提取原始水， 再对其水质进行详细的分解，研究分析，最后将超滤膜水处理技术进 行有效应用，以此从根本上提升水质，避免超滤膜在清洗期间受到不 同程度的污染。
超滤膜技术在饮用水领域应用展望
超滤膜技术对自来水厂原水的处理效果可以达到优质，其具有的 占地面积少、生产时间短以及容易扩充的优点是其他工艺无法比拟的， 因此，在饮用水领域中具有广阔的应用前景。但超滤膜技术中膜污染 是不可避免的，其所导致水通量的持续下降。使膜的使用寿命缩短， 制水成本上升，很难水力清洗恢复，从而不可逆转导致维护成本上升 等问题，严重的制约着大规模的使用超滤膜技术在自来水厂中的推广 应用，使超滤膜技术目前主要集中应用于小水厂中。因此，需要我们 水处理界的同仁们进一步探讨超滤膜的污染的机理；有针对性对原水 预处理方法继续优化、研究；针对污染物的特性研究高效价廉的清洗 技术，优化膜处理过程中的操作条件，来促进超滤膜技术在自来水厂 中更广泛的应用。
结束语
总而言之，在自来水净化处理过程中，将超滤膜技术积极应用其 中，可以有效的净化水质，对于人们的饮水安全有着十分重要的影响。 基于此，这就需要施工技术人员需从水处理的各项环节上出发，针对 该项技术在水质处理中存在的问题进行有效解决，以此来提升超滤膜 技术实际应用水平，确保饮用水质量安全。
参考文献
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论文作者:王烨
论文发表刊物:《福光技术》2019年32期
论文发表时间:2020/3/14
标签：超滤膜论文; 超滤论文; 膜技术论文; 自来水厂论文; 水处理论文; 通量论文; 自来论文; 《福光技术》2019年32期论文;