超濾（UF）被公認(rèn)的低壓膜技術(shù)具有分離過(guò)程無(wú)相變、常溫低壓操作、工藝簡(jiǎn)單、出水水質(zhì)穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在環(huán)境水處理、化工和石油化工中。超濾過(guò)程是以膜為核心部件，進(jìn)料液以一定的流速通過(guò)膜表面，水分子在一定的壓力驅(qū)動(dòng)下透過(guò)膜，而懸浮物、膠體、大分子有機(jī)物和微生物等被截留，從而達(dá)到凈化分離的目的。隨著膜技術(shù)的進(jìn)步，膜材料和制造成本的降低，超濾技術(shù)近年來(lái)収展迅速，但膜污染問(wèn)題限制了這項(xiàng)技術(shù)的潛力，一直受到普遍關(guān)注。

1、 膜污染過(guò)程

       在 UF 過(guò)程中，由于進(jìn)料液中的污染物質(zhì)在膜表面或膜孔內(nèi)積累，通過(guò)吸附、孔隙堵塞和濾餅或凝膠等多種作用機(jī)制，隨著時(shí)間的推移，在一定的跨膜壓差（TMP）下，超濾膜滲透性逐漸下降。當(dāng)溶質(zhì)通過(guò)滲透流帶向膜表面時(shí)，溶劑分子通過(guò)膜，但較大的溶質(zhì)被排斥幵保留在膜表面，這些被截留的分子相對(duì)緩慢地?cái)U(kuò)散回本體溶液，導(dǎo)致在與膜表面相鄰的傳質(zhì)邊界層中積累，剛好在膜表面上方形成濃度梯度，有時(shí)膜表面的濃度可以達(dá)到本體溶液的 20~50 倍，積聚在膜上如此大量的物質(zhì)阻礙溶劑透過(guò)膜，幵產(chǎn)生滲透背壓，降低系統(tǒng)有效的 TMP，濃差極化是不可避免的。其次，當(dāng)進(jìn)料溶液中的物質(zhì)離開(kāi)液相在膜表面或其多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成沉積物時(shí)，也會(huì)収生膜污染。

2、 超濾膜污染控制

       通過(guò)在超濾前加上一定的預(yù)處理來(lái)控制水中污 染物數(shù)量，減輕污染物與膜之間的相互作用，能夠 可以有效減輕膜污染。目前，有幾種常見(jiàn)的選擇： 混凝、吸附、氧化、生物處理等。

2.1 混凝

       混凝結(jié)合超濾在去除污染物、維持膜性能以及 減少消毒副產(chǎn)物方面是一個(gè)有前途的方法。一般常 用的無(wú)機(jī)混凝劑如鋁鹽和鐵鹽，機(jī)理為中和填料， 清掃絮凝劑，改變絮凝劑的粒徑，使雜質(zhì)穩(wěn)定到能 被膜排斥的程度，形態(tài)主要取決于溶液的pH范圍。 當(dāng)帶正電的混凝劑遇到帶負(fù)電荷膠體或是 NOM 時(shí)， 會(huì)収生化學(xué)反應(yīng)，起到混凝作用。然而當(dāng)過(guò)量的陽(yáng) 離子混凝劑遇到帶負(fù)電荷的膜表面時(shí)，可能會(huì)収生 膜表面的雙電層壓縮效應(yīng)，這可能促進(jìn) NOM 吸附 在膜表面?；炷鳛轭A(yù)處理工藝的重點(diǎn)是提高超濾 性能，超濾卻不同于傳統(tǒng)的過(guò)濾技術(shù)，在確定混凝 劑的劑量、類(lèi)型和混合條件時(shí)，需要通過(guò)將經(jīng)典混 凝的優(yōu)化操作轉(zhuǎn)化為混凝/UF 體系的觀點(diǎn)來(lái)確定， 建立新的混凝方式以減少膜污染，有研究表明，在 UF 去除 DOM 過(guò)程中，収現(xiàn) 13.0 mg/L 的 FeCl3比 4.1 mg/L 的聚氯化鋁具有更強(qiáng)的過(guò)濾性。

2.2 吸附

       由于固相（如吸附劑、膜表面、膠體等）和液 相（如水和其他溶解的溶質(zhì)）的共存，吸附作用涉 及復(fù)雜的固-液系統(tǒng)，而不是簡(jiǎn)單的水表面化學(xué)， 溶質(zhì)（如 NOM 等水體中污染物）、溶劑（通常是水） 和表面（水-膜界面、溶質(zhì)-水界面和溶質(zhì)-膜界面） 之間的相互化學(xué)作用對(duì)于理解 UF 過(guò)程中的吸附具 有重要意義。粉末活性炭（PAC）吸附劑由于相對(duì) 高的分散性和孔隙率，通常具有相對(duì)較大的比表面 積，良好的去除某些污染物和降低污垢的能力，因 此具有廣闊的商業(yè)應(yīng)用前景，在吸附與 UF 耦合時(shí) 是備受青睞的吸收劑。PAC 可以通過(guò)吸附作用去除水體中有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物，通常描述為污染物的三 步轉(zhuǎn)化：從水體到碳，再到碳表面，最后到結(jié)合位 點(diǎn)。在適當(dāng)?shù)?pH 條件下，PAC 可以粘附到膜表面 形成濾餅層，避免一些污染物接近膜表面，能夠促 進(jìn)有機(jī)物的去除，幵保持超濾膜表面性能不収生變化，能夠很好地控制膜污染。不同類(lèi)型的 PAC 具 有不同的性質(zhì)，同時(shí)使用劑量的不同，會(huì)導(dǎo)致污染 物去除和結(jié)垢減少的程度也不同，經(jīng) PAC 吸附的吸 附物能夠進(jìn)入膜孔，從而增加對(duì)膜的孔堵塞效應(yīng)， 對(duì) PAC 進(jìn)行改性或更換新型吸附劑以保證污染物 的去除，是解決膜污染問(wèn)題的有效措施。采用表面 活性劑改性粉末活性炭（SM-PAC）與 UF 相結(jié)合的 工藝處理含陰離子污染物的水，對(duì)不同陰離子雜質(zhì) 的去除效果較好。超濾膜污染的機(jī)理研究是提高膜耐污染性能、 減少膜污染的基礎(chǔ)。區(qū)分超濾膜污染與其它類(lèi)型膜 污染的不同，需要先進(jìn)的分析方法識(shí)別特定的污染物，分析污染物與膜表面之間的反應(yīng).單獨(dú)的超濾膜污染控制方法是有效的，未來(lái)可利用各種預(yù)處理的優(yōu)點(diǎn)，相互補(bǔ)充，實(shí)施綜合預(yù)處理技術(shù)。通過(guò)有效的評(píng)價(jià)，探索污染物去除和減少膜污染之間的平衡，追求最優(yōu)化的膜污染控制方法,提高超濾膜性能，從而加速超濾技術(shù)的収展。

3、 結(jié)束語(yǔ)

       超濾膜污染的機(jī)理研究是提高膜耐污染性能、減少膜污染的基礎(chǔ)。區(qū)分超濾膜污染與其它類(lèi)型膜污染的不同，需要先進(jìn)的分析方法識(shí)別特定的污染物，分析污染物與膜表面之間的反應(yīng)。單獨(dú)的超濾膜污染控制方法是有效的，未來(lái)可利用各種預(yù)處理的優(yōu)點(diǎn)，相互補(bǔ)充，實(shí)施綜合預(yù)處理技術(shù)。通過(guò)有效的評(píng)價(jià)，探索污染物去除和減少膜污染之間的平衡，追求最優(yōu)化的膜污染控制方法,提高超濾膜性能，從而加速超濾技術(shù)的収展。