【分　 类】 化工与理学
【关 键 词】 超滤膜 优化设计 废水处理
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正文：

姜云鹏等人[31]用纳米SiO₂对聚乙烯醇进行改性，所制得膜即保留了PVA的亲水性，从而具有强的抗污能力，又保留了SiO₂纳米陶瓷材料的强度和韧性，弥补了PVA湿膜强度低，不耐压的缺点。对膜的性能检测表明，该膜具有较强的抗污染能力、高的水通量及较好的保留特性。
1.4壳聚糖超滤膜的制备
壳聚糖（CS）资源丰富，易化学修饰和成膜。壳聚糖膜抗拉强度大，韧性好，有较强的耐碱性和耐有机溶剂性，交联后的壳聚糖膜还具有耐酸性。壳聚糖分子含有大量的羟基，可以和蛋白中的氨基结合，因而可利用壳聚糖多孔膜分离、提纯蛋白质，在生物工程领域具有巨大潜力。
沈锋[32]制备了壳聚糖与聚醚共混超滤膜，探索了该超滤膜对发酵产物十二烷基二元酸中蛋白质的分离性能。实验表明，壳聚糖-聚醚共混超滤膜可用作蛋白质亲和分离膜，当膜孔径在10～50nm之间时，对二元酸中蛋白质的截留率大于95%。
1.5醋酸纤维素超滤膜的制备
   醋酸纤维素(CA) 因其成膜性好、透水性好、价格低廉、来源易得而广泛用作超滤和其它膜材料。中南大学的邱运仁[33,34]利用聚乙烯醇（PVA）具有严格的线型结构，化学性质稳定，分子链上大量的羟基使其具有高度的亲水性；且具有良好的成膜性及耐污染性等特点制备了PVA-CA共混超滤膜，2004又在此膜的基础上制备了金属-PVA-CA超滤膜，并分别对含油乳化水进行了试验，结果表明，渗透速率均在40～70 L/ (m²·h) ，除油率可达90 %以上。
   丛培君[35]通过向铸膜液引入水合氧化镧制得具有分离大分子和降低水体中氟离子浓度两种功能的超滤分离膜，以含氟饮用水为研究对象，对其混合膜的降氟机理进行了探讨。最近国内有人[36]制备了醋酸纤维素膜，将所制备的膜应用于对染料日落黄、活性黑B的分离。结果表明：当操作压力为0.3MPa、膜厚为300μm时，所制备的膜对两种染料有较好的分离效果，对日落黄和活性黑B的截留率分别达60 %和95 %以上。
以上主要介绍是几种常用的高分子有机膜的制备及性能研究，其中有机高分子膜中比较常用的还有纤维类、聚酰胺类等，国内外许多学者正对这些材料的改性进行研究，力求在原来的基础上得到更加完善的分离膜[37-39]。近些年来，无机膜材料由于其热稳定性高，机械性能强，耐化性和生物侵蚀，使用寿命长且分离极限和选择性可控等特点，受到了广大膜工作者欢迎并广泛用于食品、医药、水处理等新型的技术领域。
2.超滤在废水处理中的应用及分离条件的最优化设计
   基于超滤膜基本性能的特点及制备成本，超滤技术往往被应用于各种废水的深度处理。膜的研制与改性正在突破这种局限性，而超滤技术与其他分离工艺的组合是拓宽其应用的另一重要途径。确定各种废水处理过程中超滤工艺条件的最优化设计是实现该项技术高效、快速的关键性技术。控制超滤工艺的主要条件包括进水水质、操作压力、温度、pH、共存物质等。
 2.1制革废水处理
制革废水含有高浓度的盐分和有机物, 是一种危害大、难处理的废水。M. V. Galiana-AleixandreW．[40]等人以孔径为1mm的滤网进行预处理，超滤处理单元的最优操作条件为：操作压力2bar，膜面流速保持在35-40L/﹙m²·h﹚和3m/s。结果表明该实验可以成功地节省30%的硫酸盐和15%的石灰盐类及蛋白酶等物质，并且处理后的90%的水可以回用。M. Fababuj-Roger, [41]等人联合超滤和反渗透技术对制革废水进行处理性实验研究，其中对不同截留分子量（3，10，30，100kDa）的超滤膜进行实验，结果表明该四种不同截留分子量的膜在△P = 2 bar, pH = 8.10, v = 1.5 m/s和 T = 25 ℃条件下对废水的盐分，SS及浊度的去除率效果都较明显，其中30kDa的膜比其它三种膜处理效果较好。实验最后对盐分、TS和CODcr去处率分别为99%、99%和98%。
2.2重金属废水处理
金属加工、合金生产、电镀等行业在生产过程中排放含有重金属的废水。采用超滤膜处理重金属废水不仅可以避免对环境的污染, 而且可以回收重金属。张振[42]等人重点研究了表面活性剂胶团强化超滤技术处理含锌废水。通过往进料液中投加表面活性剂胶团物质，使该物质会在分离膜表面形成较大的胶体而被超滤膜截留，再通过该胶体对锌的吸附而达到对其的去处。试验分别对静置时间、表面活性剂的浓度和进料液Zn²⁺进行了讨论，结果显示，进料液加入表面活性剂1.8g/L,其中溶液Zn²⁺浓度50mg/L，溶液静置3h后，超滤膜可以对锌达到97.5%的截留率和13.2L/（m²·h）的流通量。
2.3含油废水处理
机械行业工件的润滑、清洗和石化行业的炼制及加工等会产生含油废水，其油一般为漂浮油、分散油和乳化油三种形式存在 。其中乳化油的分离难度最大，用电解或化学法破乳使油粒凝聚的费用较高，而超滤就不需要破乳直接可将油水分离，特别适用于高浓度乳化油的处理和回收。超滤处理乳化油废水时，界面活性剂大部分可透过，而超滤膜对油粒子完全阻止，随浓度增加油粒子粗粒化成为漂浮油浮于液面上，再用撇油装置即可撇除。
马立艳[43]等人对混凝-超滤组合工艺处理含油废水进行了研究，实验首先对混凝过程中的混凝剂和助凝剂配比进行了分析，结果表明PAC+PAM效果较Al₂(SO₄)³⁺PAM明显，减少了进入膜孔的污染物，改善了膜表面沉积层的性质，从而减轻污染物在膜表面的吸附和沉积，增大了膜的渗透通量。经混凝后的废水进入超滤单元，在膜面积1.8m²，操作压力0.2MPa，水通量300～350L/h条件下，COD和油的去处率均可保持在90%～95%的较高水平。
2.4造纸废水处理
造纸废水是目前处理难度较大的废水之一。近几年, 造纸工业为了减少造纸厂的用水量进行了很多的技术改进, 尤其是在膜处理技术方面. 膜处理技术主要应用在生产废水的净化中, 使其能够回用[44]。
武书彬[45]将草浆CEH段的漂白废水经超滤后，COD去除率为88%、BOD去除率60%、TOC的去除率为76.8%，且在透过液中加入0.1%的EDTA后，可用于膜的清洗，清洗后的水通过恢复率达90%以上。还有研究表明，超滤处理柔版印刷水基油墨已在印钞废水处理中得到实际应用，废水回用率可达80%～90%。
超滤技术应用于工业废水处理具有低能耗、效率高和工艺简单等特点，膜组件简、紧凑、易于自动化操作、维护方便，与其他处理方法相比具有明显的优势，所以在工业废水处理中已受到特别的青睐。但是，目前膜组件价格和膜污损问题影响着膜分离技术在工业废水处理的广泛应用。在不久的将来，这些问题都将会解决，为超滤膜在工业生产和工业废水处理方面开辟更广阔的天地。
3.超滤膜污染及防治技术
由于超滤膜的功能是去除原液中所含有的杂质，性能优良与截留分子量较低的超滤膜，被杂质污染堵塞可能更快，膜表面会被截留的各种有害杂质所覆盖，甚至膜孔也会被更为细小的杂质堵塞而使其分离性能下降。原水预处理的有无，与处理质量的好环，只能决定超滤膜被堵塞污染速度的快慢，而无法从根本上解决污染问题，即使预处理再彻底，水中极少量杂质也会因日积月累而使膜的分离性能逐渐受到影响。因此膜的堵塞是绝对的，一般超滤系统都应当建立清洗和再生技术。

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