2010 年全国给水排水技术信息网年会论文集
而处于世界领先水平。
碍子公司是日本最大的陶瓷膜生产厂家，其代
表性产品是
1988年开发成功的直径为30mm，19孔，
小孔内径为
4mm的蜂窝状陶瓷膜；1989年开发成37
孔，小孔内径
3mm的产品，每根过滤面积相当于管
形膜的
3.5～5.3倍；以及三层结构的UF膜，支撑体
和中间层为
Al
2
0
3
，过滤层为
TiO
2
，孔径为
5nm～
50nm，当孔径为5nm时，截留分子量为2万Dalton
[15]
。
4 膜污染问题
膜分离技术用于净水处理工艺的最大问题是原
水中的污染物使水通量下降，导致频繁冲洗甚至换
膜，从而使制水成本上升。导致水通量下降的原因
有两个，一是浓差极化；二是膜污染。
4.1 浓差极化
浓差极化是水中的胶体或有机物积累在膜表
面，生成浓差极化层，使膜阻增加，产生水通量下
降。浓差极化造成的水通量下降可通过反冲洗将透
水通量恢复，是可逆转的。
4.2 膜污染
膜污染导致的水通量下降，用水力或化学清洗
往往很难将其恢复，是不可逆转的。一般认为，水
中的天然有机物（
Natural Organic Matters，NUM），
特别是腐植酸类的有机物是导致膜污染的主要因
素。
TOC是衡量引起膜污染有机物浓度的重要指标。
许多研究表明，水中的
TOC越高，膜污染就越严重。
膜污染是指处理物料中的微粒、胶体粒子或溶
质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作
用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔
径变小或阻塞，使膜产生透过流量与分离特性的不
可逆变化现象。对于膜污染，应当说，一旦料液与
膜接触，膜污染即开始。也就是说，由于溶质与膜
之间相互作用而产生吸附，开始改变膜特性。
Jensen和Jhorsen介绍了挪威水厂的运行经验，
发现膜的选择和运行状态是影响膜污染的重要因素
[16]
。选择膜时应注意选用的膜材料与被分离的溶质
间的相互作用越弱越好，这样在过滤过程中，膜不
但不易被污染，即使受到污染也很容易清洗，使膜
的透水通量很快得到恢复。膜的亲水或疏水性、荷
电性会影响到膜与溶质间相互作用的大小，通常认
为亲水膜及膜材料电荷与溶质电荷相同的膜较耐污
染。因为亲水的膜表面与水形成氢键，这种水处于
有序结构，当疏水溶质要接近膜表面，必须破坏有
序水，这需要能量，不易进行。
Laine等人
[17]
实验证明，亲水性膜比疏水性膜对
于由有机物质吸附到膜面上造成膜污染的敏感性要
低一些。法国由
Cabassud等人
[17]
进行的小规模实验
研究也有此结果。为了改进疏水膜的耐污性能，一
般可采用膜表而改性法引入亲水基因，或用复合膜
手段复合一层亲水性分离层，也可用阴极喷镀法在
膜表面镀一层碳
[18]
。
在保证能截留溶质中污染物前提下，应尽量选
择孔径或截留分子量大的膜，以得到较高透水量。
但事实证明，膜孔径较大时，大分子物质容易进入
微孔内产生阻塞，反而有更高的污染速率，引起透
水量大幅度下降。因此，膜的孔径或截留分子量的
选择，应据原水中有机物分子量分布通过实验确定。
为减少膜污染，日本东京大学采用紫外线对进
水进行预处理，膜组件是聚乙烯中空纤维膜，膜孔
径为
0.1μm，膜通量恒定维持在20.83L/（h·m
2
），紫
外线由低压汞灯产生。实验表明：在没有紫外线预
处理的情况下，膜的工作压力约
75d从20KPa增加到
100KPa，而经紫外线预处理后，160d左右膜的工作
压力才增加到
100KPa。由此可证明：紫外线预处理
有效地抑制了膜污染。
在处理饮用水过程中，应尽可能地创造条件，
减轻膜的浓差极化，延缓膜的污染，从而延长膜的
使用周期和使用寿命，取得更佳的经济效益。
5 结束语
膜技术被称为“
21世纪的水处理技术”，在给
水处理中具有广阔的应用前景。膜技术的逐渐成熟，
为给水处理向更有效、更经济方向的发展铺平了道
路，开辟了更广阔的空间。膜技术必会在给水处理
方面发挥出更有意义的作用。
当然，为促进膜技术的完善与推广应用，还需
要水处理以及膜制造业界人士的不懈努力和积极参
与。希望通过本文的介绍，能对给水膜处理工艺设
计与应用起到一些参考作用。
参考文献
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1997.(10).
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1992, (6): 127-132.
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状的研究.哈尔滨建筑大学学报,Vo1.33 No.6 Dec. 2000.
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