聚偏氟乙烯超滤膜污染成因及其解决策略

蒋娟，赵婉彤，李瑶瑶，赵红宇，汤茜，杨春维

(1.吉林师范大学 吉林省环境材料与污染控制重点实验室，吉林 四平 136000；2.吉林师范大学 环境科学与工程学院，吉林 四平 136000；3.吉林省科尔环保设备有限公司，吉林 四平 136000)

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膜分离技术具有较高的分离系数[1]，且工艺条件温和，操作简单，广泛应用在水处理工程领域。超滤以超滤膜为介质，在一定压力和流量下，根据不同的相对分子质量分离，原液中大多数病毒、细菌、胶体、蛋白质及其他大分子物质[2]被截留，实现对原液的净化和分离。超滤技术具有工艺简单、便于管理、无二次污染等优点[3]。由于聚偏氟乙烯具有良好的机械性能、热稳定性、耐化学性[4]和耐温性，因此成为目前使用量最多、应用最广泛的膜材料。但是它是疏水性材料，所以过滤时会造成膜污染，严重影响膜的使用。因此，有效降低污染物对PVDF膜污染的影响是亟需解决的问题[5-6]。

1 PVDF超滤膜污染机制

膜污染是膜过滤技术的一个主要挑战[7]。PVDF超滤膜污染的形成是一个较为复杂的过程，PVDF超滤膜污染的成因主要有以下四点：

1.1 PVDF超滤膜表面吸附

PVDF超滤膜过滤过程中，污水中的胶体、溶质大分子、微生物等[2]物质在膜表面发生作用吸附在膜表面，在膜表面上沉积引起的滤膜层污染，这种污染被认为是造成膜污染的关键。

1.2 浓差极化

浓差极化是一种对PVDF超滤膜的传质和污染产生重要影响的现象。它主要是因为高浓度的处理液使PVDF膜表面溶质浓度远大于主体料液的浓度，溶质上的局部浓度升高，边界层流体的阻力增加，传质推动力下降，而使膜的渗透率降低，带来膜污染。……