收利用废水中的有价资源为目的，又在一定程度上

推进了废水处理的深度，具有重大的环境效益和经

济效益。

1

.

3 膜技术在特殊行业水处理中的应用

利用膜法处理放射性废水的研究始于20世纪

6

0年代初，

最早采用电渗析技术，近年来又开发了

反 渗 透 和 超 滤 技 术，在 国 内 外 均 有 一 些 实 际 工

程

［7］

。此外，膜技术在含镍电镀废水、含锌废水、垃

圾填埋场渗滤液等高难度废水处理领域的应用也有

报道

［5，

7］

。

2 膜材料研究进展

膜材料作为膜分离技术的核心越来越受到人们

的关注

［7］

。最早的分离膜材料是纤维素及其衍生

物，近年来，各种高性能纤维素及高分子有机聚合物

膜材料的开发层出不穷，并出现了新型的陶瓷、多孔

玻璃、氧化铝等无机膜材料和有机-无机膜材料

［18］

。

为了更好地发挥膜技术的优势，分离膜材料成为近

年来研究的热点。

2

.

1 新型膜材料

2

.

1

.

1 金属膜

国外新研制的金属膜采用不对称结构，以粗金

属粉末作支撑材料，以同种合金的细粉末喷涂作有

效滤层（厚度小于200μm）；其孔径分布集中在1~2

μm 之间，

属微滤（MF）范围；颗粒物难以进入滤膜

内部堵塞滤道而滞留在膜表面，形成表面过滤

［19］

。

与传统多孔烧结金属滤材相比，不对称金属膜滤通

量高3~4倍，压降较小，反冲洗周期长达6~8个
月，且反冲效果较好。

2

.

1

.

2 有机-无机混合膜

制造有机-无机混合膜，使之兼具有机膜及无机

膜的长处。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，具有机膜的柔韧性及无机膜的抗压性能、

表面特性

［20］

，可显著提高表面孔隙率及通量。填料

类型、粒径、比表面积对膜性能均有影响。

2

.

1

.

3 新型有机膜

大连理工大学研究开发出一种新型含二氮杂萘

铜结构类双酚单体（DHPZ），该单体具有芳环杂非
共平面扭曲结构，由其合成的含二氮杂萘铜结构的

聚芳醚铜（PPEK）和聚芳醚砜（PPES）具有耐高温、
可溶解的综合性能

［21］

。

2

.

2 膜材料的改性

纤维素是最早应用的膜材料，纤维素及其衍生

物作为分离膜材料具有来源广泛、价格低廉、制膜工

艺简单、成膜性能良好、成膜后选择性高、亲水性好、

透水量大、机械强度高、孔径分布窄和使用寿命长等

突出优点

［9，

2

2］

。但是这类膜也存在一些不容忽视

的缺点，如目前使用最为广泛的乙酸纤维素膜（CA）
存在pH适用范围小、不耐高温、不耐微生物腐蚀、
易生物降解、抗化学腐蚀性差、易被酸碱水解、抗压

实性差、易被压密等缺点

［18，

2

3］

。为了充分发挥纤维

素及其衍生物膜材料的优点，克服其缺点，人们对其

进行了大量的改性研究，并开发出一些新型的高分

子膜材料

［24］

。

从20世纪80年代初开始，采用耐热性、耐化学

稳定性、耐细菌侵蚀和较好机械强度的特种工程高

分子材料作为膜材料，克服了用纤维素类材料所制

膜易被细菌侵蚀、不适合酸碱清洗液清洗、不耐高温

和机械强度较差等弱点。在这20多年中，先后出现
了聚 砜（PSF）、聚 丙 烯 腈（PAN）、聚 偏 氟 乙 烯

（PVDF）、聚醚酮（PEK）、聚醚砜（PES）等多种特种

工程高分子材料，这些材料的出现使得膜的品种和

应用范围大大增加

［25］

。有机膜虽然耐高 温、耐 酸

碱、

耐细菌腐蚀，但制出的膜针孔很多，不易制出截

留分子量小、透水速度高的膜产品，且由于特种工程

高分子材料具有较强的疏水性，用这些材料制成的

膜表面亲水性差，在实际使用中，由于被分离物质在

疏水表面产生吸附等原因，易造成膜污染，其后果是

带来膜通量明显下降、膜使用寿命缩短、生产成本增

加等一系列问题，成为膜技术进一步推广应用的阻

碍

［26］

。因此，若要保持特种工程高分子材 料 耐 热

性、耐化学稳定性、耐细菌侵蚀和较高的机械强度等

优点，又要克服其疏水、易造成膜污染的缺点，就必

须对膜材料进行改性

［23，

2

7］

。高分子分离膜材料的

亲水改性主要有化学改性和物理改性两种方法：化

学改性可以通过膜材料化学改性和膜表面化学改性

来实现；物理改性即高分子膜材料的物理共混，也可

以改善膜材料的亲水性能。膜的改性，增大膜的透

水量，尤其是在膜表面引入亲水性基团是解决问题

的关键。提高膜的亲水性，则膜的透水量变大，但亲

水性过高后，膜不仅易溶解，而且会失去机械强度。

因此，巧妙地平衡膜的亲水性和疏水性，是制作膜的

关键

［18］

。近年来研究的高分子膜的改性方法有等

离子体改性法、表面活性剂改性法、紫外辐照法、高

分子合金法和表面化学反应法等。

2

.

2

.

1 等离子体法

等离子体改性的原理是：利用离子体中富集的

・

6

8

1

・

化

工

环

保

ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMI

CALINDUSTRY

2

0

0

4年第2

4卷