1113 　有机 - 无机矿物膜

无机矿物颗粒 (如二氧化锆) 掺入有机多孔聚合

物 (如聚丙烯腈) 网状结构中形成的有机 - 无机矿物
膜 ,兼具有机膜的柔韧性及无机膜的抗压性能、

表面

特性

[ 5 ]

;又显著提高了表面孔隙率及通量. 但填料

类型、

粒径、

比表面积对膜性能均有影响.

12 　新型膜工艺

新型膜工艺均致力于提高膜的工作性能 ,包括

增加通量、

减轻污损、

延长工作时间及降低动力消耗

等 ,采用的方法多种多样. 如采用切向气流吹击、

高

速转盘旋转、

膜的纵向振动等方法促进紊动传质 ,增

加通量 ;设法改变膜表面电荷或利用外加电场以改
进膜工作性能 ;亦有在膜两侧设置不同的温度 ,利用
温度梯度促进过滤传质. 开发和研制各种类型的膜
生物反应器成为各国研究热点 ,膜生物反应器已在
废水处理等领域中发挥重要作用. 国外并正努力开
发自修复、

对环境自响应的智能膜. 限于篇幅 ,本文

不拟讨论膜生物反应器 ,只对最新出现的几种膜工
艺作一简介.

1211 　动态膜

动态膜 ,是指采用某种固体微粒或经反应形成

某种固体微粒 ,通过循环使其沉淀在膜表面上使孔
径减小 ,从而改进膜的工作性能. 高岭土、

石灰、

硅藻

土、

二氧化锆、

聚丙烯酸等均可用于形成动态膜. 如

在处理市政污水厂二级出流的错流式 MF 中 ,以纺
织聚酯为原膜 , KMnO

和 HCOONa 反应生成

MnO

沉淀形成动态膜 ,孔径减少到 2μm 以下 ,膜

表面电荷改变 ,颗粒物和 MnO

动态膜之间静电排

斥作用有效改进了膜的工作性能 ,MnO

沉淀能形

成氢键而具亲水特性 ,使污损问题减轻 ,从而提高滤
通量、延长工作时间 , 滤过液浊度可稳定在 0. 2

N TU 以下

[ 6 ]

1212 　两相流超滤工艺

Laborie 等

[ 7 ]

在中空纤维超滤膜制饮用水中采

用连续切向空气流在膜表面产生气/ 液两相流 ,可产
生高剪切力和流体不稳定性 ,阻止颗粒物在膜表面
上沉积 ,即使在很低气速下滤通量也明显提高 ;空气
喷射使滤饼膨松 ,亦促使通量增加. 极限气速下 ,通
量可增加 155 %.

1213 　电纳滤

Pupunat 等

[ 8 ]

研究径向电场叠加于管状 N F 组

件上形成的电纳滤工艺对离子分离的影响时发现 ,

电场能强烈改变离子透过膜的动力学特性 ,阳离子
透过膜的能力增加 ,阳离子截留率降低而阴离子截
留率增加 ,并且电场促进离子分离 (在透过液中) 和
离子浓缩 (在浓缩液中) 的效果与离子化合价有关.

1214 　动力膜滤系统和振动膜滤系统

英国 Pall 公司开发出 Pall 动力膜滤系统 ,用一

个盘在很接近膜表面的地方旋转产生高达 250 000

- 1

的壁剪切速率 ,溶质通透率极高 ,可用于乳浆蛋

白的浓缩.

Pall 公司开发的 Pall Sep 振动膜滤系统甚至不

受料液粘度和含固率影响 ,只要能泵动即可. 该系统
由一根扭杆产生 60 Hz 共振频率使滤膜共振 ,振幅
可达 30 mm. 壁剪切速率产生的能量直接传递给膜
体 ,能量利用率极高 ;把酵母浆液浓缩到 22 %干重
糊状物 ,40 m

膜系统维持共振只需 2. 5 kW 电力.

该系统能过滤蛋白 ,处理磨蚀性料液 ,并已在食品工
业中得到广泛应用.

　膜技术在水处理中的应用

国外对于膜技术在水处理中应用已向注重膜技

术综合运用方面转变. 膜技术在饮用水生产、

超纯水

制备、

沙滤池反冲水回用及工业水软化中获得越来

越多的应用. 下面对国外关于膜技术在水处理中应
用最新进展情况进行论述.

11 　生产饮用水

1111 　膜技术生产饮水特点

传统饮水生产中需投氯消毒 ,高投氯量难以杀

灭隐孢子虫属之类抗氯性病原体 ,反增加了潜在致
癌性三卤甲烷 ( THMs) 形成的可能性 ,并产生富含
化学药剂的污泥需处理 ,反冲洗水中亦含相当污物.
膜技术能克服许多传统水处理工艺局限性 ,去除所
有化学和微生物污染物 ;提供最优水质 ,降低浊度 ,
去除铁、

锰化合物 ;减少混凝剂用量 ,甚至不需投加

混凝剂或 p H 调节 ,亦不需处理污泥.

随着对饮水水质及环保要求的提高 ,美国国家

环保局已在《消毒剂/ 消毒副产物条例》中规定饮水
中 THMs 总浓度不得高于 80μg/ L ,5 种卤乙酸总浓
度 ( HAA5) 不得高于 60μg/ L ;在《改进的地面水处
理条例》

中要求控制抗氯性微有机体 ,贾第鞭毛虫属

去除率必须在 4 个数量级以上 ,隐孢子虫属去除率
在 3 个数量级以上. 要达到这些目的 ,传统处理工艺
难以实现 ,而膜技术在这方面则显示了其优越性.

U F 可截留部分有机物 , N F 和 RO 能完全去除病

　・

膜　科　学　与　技　术

第

卷　