水处理超滤膜的形态结构及分类阐述

水处理超滤膜的形态

结构及分类阐述

超滤技术是一种以压力差为推动力，利用膜的透过性能，达到分离水中离子、分子以及某种微粒为目的的膜分离技术。水处理超滤膜的孔径范围大致在0.005~1微米之间，填补了微滤和纳滤之间空隙。

国内外学者提出超滤过程实际上同时存在三方面的情形：

1.溶质在膜表面以及微孔壁内产生吸附。

2.溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质在孔中停留，引起堵塞。

3.溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分。

超滤过程一般有两种方式:终端过滤和错流过滤。对浊度较低、水质较好的原水，一般采用终端过滤，这样可以大大降低工艺的能耗;对于浊度较高、污染较为严重的水，就采用错流过滤，这样可以避免大量的污染物累积在膜的表面，造成膜的污染，降低过滤性能。

超滤膜的形态结构和种类

超滤膜的横截面具有不对称结构。它一般是由一层厚度<1微米，起到筛分作用的致密层和一层厚度较大(通常为125微米)、具有海绵状或指状多孔结构的支撑层组成。目前，已经在工业生产和生活中常

用的膜组件主要有:管式、板框式、卷式和中空纤维式等几种。中空纤维膜又有内压膜(致密层在内)、外压膜(致密层在外)和双向膜(内外都有致密层)三种结构。总的来说，还是存在膜品种少、膜孔径分布较宽和性能不稳定等缺陷。

超滤膜对有机物的去除效果及影响因素

超滤膜的截留分子量范围一般为5000~10000ODalton，天然水体中有相当大一部分溶解性有机物的分子量低于该范围，导致超滤膜对其拦截效果很差。事实上，天然水中这一类的低分子溶解性有机物所占的比例往往较大。

超滤膜对有机物的去除，不同情况下差异很大。有学者用切割分子量为10万Dalton的中空纤维超滤膜对20种不同的原水进行过滤，TOC平均去除率为18%，UV25的平均去除率为28%。同样为去除水中的TOC，Laine等人用终端过滤的方式处理地表水，超滤膜对TOC的去除率在42%左右。

所以，寻找合适的方式尽可能地减少这种差异，提高超滤膜的处理效率是关键。从膜方面着手，就是寻找新的膜材料或者对膜进行改性;从处理工艺方面着手，就是寻找合适的处理工艺与超滤膜相组合，从而达到优化处理的效果。

预处理对膜过滤性能的影响

水中的悬浮物、胶体杂质、细菌等在过滤过程中会附着在膜表面，使膜受到污染，被截留的杂质也会迅速在膜的表面产生浓差极化现象;同时，水中部分细小的颗粒物会进入膜孔内使水通道堵塞，水体中的微生物及其代谢产物也会粘附在膜表面。所有这些都会影响到膜的过滤性能，再加上前面提及的诸多影响因素，因此，膜供水必须进行适当的预处理，尽可能多的去除水中的溶解性有机物或者改变其在状态、降低膜污染、提高膜的过滤性能、延长使用寿命并降低水处理费用。预处理方法有很多:生物预处理、臭氧预处理、活性炭预处理混凝预处理等。其中研究最多的则是臭氧、活性炭和混凝三种预处理方法。

臭氧预处理对膜过滤性能的影响

臭氧预氧化对孔径为0.1微米的PVDF微滤膜过滤性能的影响。试验用5.0mg/l的腐殖酸和10mg/l的高岭土配置原水，然后向水中投加4.5mg/l的，结果发现该状况下的透水通量是未臭氧预处理时的2倍。并且，投加时，过滤阻力下降;停止投加，过滤阻力上升。臭

氧能将水中本来对膜有污染作用的有机物分解成不易污染膜的、更分散的物质，减缓膜污染，并使得反冲洗时膜表面的污染层更容易去除。

可见，臭氧预氧化对膜过滤性能的改善是有利的。但是臭氧氧化副产物(如溴酸盐)和膜组件的耐臭氧性能是该预处理方法应该考虑

的问题。

活性炭预处理对膜过滤性能的影响

利用活性炭和其他多孔的具有较大比表面积的吸附剂来吸附原水中能够污染膜的溶解性有机物，达到降低过滤阻力、提高透水通量和有机物的去除率的目的。

混凝预处理对膜过滤性能的影响

混凝对膜过滤性能的影响，到现在还没有一个定论。原因很多，一方面，人们对引起膜污染的原因及其物质还没有达成共识;另一方面，混凝对水中有机物和膜表面的荷电性有什么影响也还不清楚。

膜的分类

膜的分类 环境与资源学院08级3班 周子雄史小辉 赵丽芳呼吉乐 （一）膜的定义 所谓的膜，是指在一种流体相内或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用。 近年来，膜分离过程已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方面的重要分离过程。已经工业化的有微孔过滤、超滤、反渗透、电渗析和气体分离等，渗透汽化也在最近几年中速成了工业规模的装置。膜分离与反应结合的过程，各种膜反应器的研究和应用也发展较快。其他非分离膜过程，如控制释放技术，医用人造膜和膜传感器等种类也不少，有的发展速度将超过膜分离过程。 （二）膜的特性 ◆不管膜多薄, 它一定有两个界面。这两个界面分别与两侧的流体相接触 ◆膜传质有选择性，它可以使流体相中的一种或几种物质透过，而不允许其它物质透过。 （三）膜的分类方法 膜种类和功能繁多，分类方法有多种，大致可按膜的材料、结构、形状、分离机理、分离过

3．1 按材料分类 无机膜和有机膜 (1) 有机膜 渗透汽化有机膜电镜图 ◆按IUPAC 制定的标准·，多孔无机膜按孔 径范围可分为三大类, 目前已经工业化的 ◆目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。从品种来说，已有成百种以上的膜被制备出来，其中约40多种已被用于工业和实验室中。以日本为例，纤维素酯类膜占53％，聚砜膜占％，聚酰胺膜占％，其他材料的膜占2％，可见纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位。 、按结构分类：对称膜（微孔膜、均质膜）、非对称膜、 复合膜 （1） 对称膜 膜的化学结构、物理结构在各个方向上是一致的，在所有方向上的孔隙率都相似，亦称各向同性膜(isotropic membrane)。对称膜虽是各向同性的，但由于膜结构中对称元素的存在，也可以是各向异性的，如中空纤维的径向各向异性膜，其他构型的横向各向异性膜和双皮层中空纤维膜都是对称膜

污水处理技术篇：超滤膜水处理技术

污水处理技术篇：超滤膜水处理技术 北极星节能环保招聘网讯:超滤膜通常是指不对称多孔膜，表面孔径在20~50 nm，可截留分子质量范围较宽，从数千到数十万u。一般认为，超滤是一种筛孔分离过程，其中溶剂和小分子溶质透过膜被收集，而大分子溶质被膜截留成为浓缩液。超滤技术是一种低能耗、无相变的物理分离过程，它具有高效节能、无污染、操作方便和用途广泛等优点。目前，超滤膜不仅广泛应用于分离、浓缩、纯化生物制品，提纯医药制品和食品工业等领域，而且在饮用水处理、废水处理、超纯水制备以及血液处理中也发挥着巨大的作用。由于膜的截留作用，膜很容易受到污染，使膜的通透性下降，从而导致分离效率降低且影响膜的使用寿命。因此膜污染是制约超滤膜应用的重要原因之一。笔者结合国内外有关超滤膜污染的最新研究进展对影响膜污染的因素进行了综述，并对今后超滤膜污染的研究方向进行了探讨。 更多水处理招聘请关注北极星节能环保招聘网 1 引起膜污染的物质 不同水中含有不同的污染性物质，因此其对膜的污染也有所差别。研究表明，引起膜污染的物质主要有无机物、有机物、悬浮物和细菌等。 1.1 无机物 仅在无机离子的作用下，污染物对超滤膜的影响并不十分明显，但由于分离液体的复杂性，当其中存在有机物时，有机物和无机物之间的相互作用会对膜造成污染。研究发现，无机离子易被有机物联结，使无机物以及有机物的形态发生变化，从而加剧膜污染。Y. J. Chang 等在用中空纤维超滤膜处理天然原水时发现，沉积在膜表面的物质多为铝、硅、钙和铁等物质。其认为溶解性有机物发挥了“黏合剂”的作用，将无机离子和膜表面连接起来。S. H.Yoon 等进行了腐殖酸对纳滤膜膜通量影响的研究，发现钙离子存在下，可加快膜通量的下降。研究者认为，腐殖酸首先吸附或沉积在膜表面，然后钙离子将溶液和膜表面粘连，从而将溶液和膜表面的腐殖酸连接起来，加快了膜通量的下降。M. Kabsch-Korbutowicz 等在对含腐殖酸以及钙盐的溶液进行超滤实验时发现，增加钙离子浓度，会使腐殖酸收缩并与金属离子生成络合体而阻塞膜孔。 1.2 悬浮物 悬浮物主要包括泥沙、黏土、大分子有机物、微生物、化学沉淀物、细菌等，悬浮物的粒径大约为0.001~100 μm。超滤时，大的悬浮物会沉积在膜表面，较小的悬浮物颗粒则滞留在膜孔中，更小的悬浮物颗粒在通过膜后会对后续的反渗透进一步造成影响。当有机物与悬浮物质混合时，其膜通量比只存在有机物时高，且随着悬浮物的增加，膜通量下降的速度减缓，原因可能是悬浮物吸附了有机质，减小了有机物与膜直接接触的机会，从而降低了膜污染。

超滤膜技术在环保工程水处理过程中的运用

超滤膜技术在环保工程水处理过程中的运用 发表时间：2020-04-13T15:18:07.880Z 来源：《城镇建设》2020年第3期作者：陈骏驰1 胡杭城2 [导读] 随着工业的发展和人口数量的增多，地球上水污染程度也在不断增加 摘要：随着工业的发展和人口数量的增多，地球上水污染程度也在不断增加，被污染的水体如果直接排入环境中就会带来严重的水体、大气、土壤污染问题，日益紧张的水资源也给人类的生存敲响警钟，因此水处理就显得格外重要。随着技术不断成熟，超滤膜技术在环保工程水处理中的应用越来越广泛。文章介绍了超滤膜技术及其特点，探讨了超滤膜技术在环保工程水处理中的典型应用，为水处理工程提供参考。 关键词：环保工程；水处理；超滤膜技术；应用 1超滤膜技术的特点 超滤膜技术有着其他水处理技术有着难以望其项背的优势。第一，超滤膜具有优秀的化学稳定性，耐高温、耐酸碱性好，因此可以适用多种水质，适用范围广泛。第二，超滤膜技术的原理简单，技术实现容易，自动化程度强，不仅节约劳动力而且对于维护和运行的安全都有着较高的保障。第三，超滤膜技术是物理层面的方式，在整个处理净化过程中不依赖化学试剂，不会对被处理水质产生二次污染。第四，超滤膜技术在整体的处理效率和效果上都呈现着较为满意的结果。其大容量的污水处理对于中小城市的饮用水处理效率的提高有着巨大的优势。 2环保工程水处理中超滤膜技术应用问题 （1）补充技术不充分。自来水处理中，超滤膜技术的应用，使得纯净水生产成本提高，所以水处理工艺选择时，要先深入了解现场环境，结合取水具体特点，合理选用净水工艺。如果所需净化的水有很高的无机盐含量或硬度要求，就要选用双膜技术;假若所需处理的水体自身有很高的水质，处理工序方便，就可应用超滤技术，降低水污染与纯净水生产等成本。但一般情况比较繁琐时，有的厂家选用超滤技术，提高了水处理工序与成本，因而经济落后地区不适用该处理技术。 （2）能源耗损大。水处理工作中，保障设备驱动力是超滤膜技术应用的基础。实际工作中，外动力辅助必不可少，但此过程也会产生一定的能源消耗，水处理成本增加。因而应用超滤设备时，要认真检查能源耗损情况，尽可能选用能源耗损小的设备，尽可能提高能源使用效率。 （3）污染。环保工程水处理中，超滤膜技术的应用会产生一定的污染问题，使得超滤膜过滤能力降低，能源消耗量加大，从而加大了水处理成本。但现阶段，自来水厂一般会间隔5个月对超滤膜进行一次净化，且净化过程繁琐，一旦操作不规范，就会加剧水污染问题，所以加强保护超滤膜显得尤为重要。 3关于环境工程水处理运用超滤膜技术的要点 （一）聚偏氟乙烯超滤膜 聚偏氟乙烯是一种结晶聚合物，结晶熔点为170℃，机械性能良好，化学稳定性和耐磨性都比较强，是一种常见的制模材料。聚偏氟乙烯在常温的条件下不易被酸碱腐蚀，即使是在高达100℃的温度环境下，其化学性能也不易改变，在脂肪烃、芳香烃等有机溶剂中也不易溶解，对各种射线辐射都具有良好的抵抗能力，因此，在膜分离技术中逐渐受到人们的重视。虽然聚偏氟乙烯具有上述优点，但是其亲水性比较差，因此，制出来的分离膜在废水处理中也容易受到污染，使产水量降低。为了改善聚偏氟乙烯的亲水性能，研究人员将无机纳米混合到聚偏氟乙烯中，通过无机纳米颗粒的亲水基团来提高聚偏氟乙烯分离膜的机械强度，进而提高分离膜的抗污染性和亲水性。 （二）聚醚砜超滤膜 聚醚砜材料可以制备成多种类型的膜，其耐热、抗压、抗氧化性能都比较好。聚醚砜材料的种种优点使其成为制备复合膜的理想材料，近几年来对该材料的研究深度也逐渐增加。在聚醚砜超滤膜中加入耐高温的杂萘联苯可以有效增强分离膜的抗溶解性和耐腐蚀性，并且能够承受的最高温度也上升到300℃，从而使超滤膜能够适应多种环境下的废水处理工作。 （三）聚乙烯醇超滤膜 聚乙烯醇材料内部严格的线性结构使其分子之间的氢键结合非常稳定。结构内部的羟基亲水性能良好，可以降低成膜难度，因此常被用于亲水膜的制作。由于聚乙烯醇超滤膜极易在水中溶解，因此，需要通过热处理等加工工艺来改变其亲水性能。在聚乙烯醇中加入纳米二氧化硅不仅可以保留聚乙烯醇的亲水性，还可以增加分离膜的抗污能力，纳米二氧化硅聚乙烯醇的水通量和抗污染能力比一般的聚乙烯醇超滤膜都要高很多。 （四）醋酸纤维素超滤膜 醋酸纤维素材料来源广泛、价格低廉，因此，被广泛用作超滤膜的制备材料。聚乙烯醇和醋酸纤维素结合可制备共混超滤膜，不仅具有极高的亲水性和抗污性，而且渗透速率更高，除油率高达90%以上。 4超滤膜技术在环保工程水处理中的应用 4.1在日常饮用水中的应用 近年来，我国工业快速发展，虽然促进了国家经济的发展，但环境问题也接踵而至，影响着人类的日常生活，尤其是水污染问题，是现阶段国家极为重视的问题，因此，日常饮用水的净化是水处理过程中的重要一环。在实际的水处理操作中，超滤膜技术主要以粉末活性炭—超滤膜联合工艺和混凝—超滤组合工艺对饮用水进行二次清潔，以达到深度净化水资源的程度。 4.2在城市污水回收利用中的应用 国家经济的发展必然导致城市化进程的加快和城市规模的扩大，从而导致城市人口的增加，城市污水的排放量也逐年增多。在处理城市污水时应用超滤膜技术，主要对其二级出水进行净化，多采用混凝—超滤系统对二级出水中的氨氮、总氮、总磷、COD以及大肠杆菌等有害物或者有害微生物进行有效处理，但混凝—超滤处理不同物质的效果不同，效果较差的情况下还需要在超滤膜技术使用的基础上，进行更深层次的净化，最大程度上实现水资源的循环利用。 4.3在造纸污水处理中的应用 造纸行业为我国的经济发展贡献颇多，但造纸企业生产过程中所排出的造纸废水也只增不减，因此，对造纸废水的治理也是净化水资源的重点工作之一。在造纸污水的处理过程中，运用超滤膜技术将废水中的木素和浆液过滤出来。此外，超滤膜技术能够将造纸污水中的

水处理超滤膜的形态结构及分类阐述

水处理超滤膜的形态 结构及分类阐述 超滤技术是一种以压力差为推动力，利用膜的透过性能，达到分离水中离子、分子以及某种微粒为目的的膜分离技术。水处理超滤膜的孔径范围大致在0.005~1微米之间，填补了微滤和纳滤之间空隙。 国内外学者提出超滤过程实际上同时存在三方面的情形： 1.溶质在膜表面以及微孔壁内产生吸附。 2.溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质在孔中停留，引起堵塞。 3.溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分。 超滤过程一般有两种方式:终端过滤和错流过滤。对浊度较低、水质较好的原水，一般采用终端过滤，这样可以大大降低工艺的能耗;对于浊度较高、污染较为严重的水，就采用错流过滤，这样可以避免大量的污染物累积在膜的表面，造成膜的污染，降低过滤性能。 超滤膜的形态结构和种类 超滤膜的横截面具有不对称结构。它一般是由一层厚度<1微米，起到筛分作用的致密层和一层厚度较大(通常为125微米)、具有海绵状或指状多孔结构的支撑层组成。目前，已经在工业生产和生活中常

用的膜组件主要有:管式、板框式、卷式和中空纤维式等几种。中空纤维膜又有内压膜(致密层在内)、外压膜(致密层在外)和双向膜(内外都有致密层)三种结构。总的来说，还是存在膜品种少、膜孔径分布较宽和性能不稳定等缺陷。 超滤膜对有机物的去除效果及影响因素 超滤膜的截留分子量范围一般为5000~10000ODalton，天然水体中有相当大一部分溶解性有机物的分子量低于该范围，导致超滤膜对其拦截效果很差。事实上，天然水中这一类的低分子溶解性有机物所占的比例往往较大。 超滤膜对有机物的去除，不同情况下差异很大。有学者用切割分子量为10万Dalton的中空纤维超滤膜对20种不同的原水进行过滤，TOC平均去除率为18%，UV25的平均去除率为28%。同样为去除水中的TOC，Laine等人用终端过滤的方式处理地表水，超滤膜对TOC的去除率在42%左右。 所以，寻找合适的方式尽可能地减少这种差异，提高超滤膜的处理效率是关键。从膜方面着手，就是寻找新的膜材料或者对膜进行改性;从处理工艺方面着手，就是寻找合适的处理工艺与超滤膜相组合，从而达到优化处理的效果。 预处理对膜过滤性能的影响

超滤膜在水处理工艺的作用

超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术。中空纤维外径:0.5-2.0mm，内 径:0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩小排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一。 超滤技术是一种广泛用于水的净化，溶液分离、浓缩，以及从废水中提取有用物质，废水净化再利用领域的高新技术。特点是使用过程简单，不需加热，能源节约，低压运行，装置占地面积小。 1、过滤系统要定期灭菌。 超滤膜可以截留细菌，但不可以杀死细菌，截留率再好的超滤膜也不能长期保证干净区不长一个细菌，有细菌就可能大量繁殖。直接影响到透过水质，譬如有的矿泉水成品中出现半透明丝状白色絮状的ù菌团，主要是系统被ù菌污染所致。因此，必须定期对周转环境及过滤系统进行定期灭菌，灭菌的操作周期因供给原水的水质情况而定，对于城市普通自来水而言，夏季7～10天，冬季30～40天，春秋季20～30天。地表水作为供给水源时，灭菌周期更短。灭菌药品可用500～1000mg/L次氯酸钠溶液或1%过氧化氢水溶液循环流或浸泡约半小时即可。 2、超滤组件要轻拿轻放，并注意保护，由于超滤组件是精密器材，所以在使用安装时要小心，要轻拿轻放，更不能甩坏。组件若停用，要先用清水冲洗干净后，加0.5%甲醛水溶液进行消毒灭菌，并密封好。如冬天组件还要进行防冻处理，否则组件可能报废。 3、使用中空纤维超滤膜前必须认真阅读使用说明，按照超滤膜在水处理应用工艺进行操作。 4、由于?根超滤组件在出厂前加入保护液，使用前要彻底冲洗组件中的保护液，先用低压(0.1MPa)给水冲洗1小时，然后再用高压(0.2MPa)给水冲洗1小时，无论低压还是高压冲洗时，系统的产水排放阀均应全部打开。在使用产水时，应检查并确认产品水中不含有任何杀菌剂。 【UF+RO处理电镀废水】 随着电子工业的飞速发展，作为电子业的基础之一──电镀，?年以10%~20%的速度在增长，成为了电子行业中的重要产业之一，然而其复杂的制程需要消耗大量的水并产生许多废弃物[1]。近年来，自来水价格不断上涨，并且随着人们环保意识的提高及环保法律法规日益严格，用水及环保问题已成为电镀企业经营上的一个难题，加上目前国际认证 ISO14000的推出和推广，电镀厂必须对环保方面做出更多贡献。节约水资源和废水处理是电镀厂环保的重中之重。为此，电镀厂一方面必须维持废水的排放达标;另一方面，又要考虑其水处理成本的节减及减少原水取用量，强化中水回用。针对目前电镀废水处理及中水回用工艺上存在的问题，笔者提出了全膜法处理及回用工艺，实现电镀重金属废水处理及回用的短流程系统，为电镀行业节能减排提供一种新的选择。 调节池内，综合废水和络合废水分别排入各自的调节池内，通过泵提升到反应水箱进行反应，同时向反应水箱内投加NaOH、破络剂及混凝剂，然后自流入循环水箱，并通过

超滤膜市场调研及技术介绍

超滤膜市场调研及技术介绍 目录 一、世界膜技术回顾 (1) 二、国内超滤膜技术市场前景乐观 (5) 2.1国内超滤膜技术市场目前现状分析 (8) 2.2我国超滤膜技术市场应用与发展前景 (10) 三、技术篇 (11) 3.1、预处理系统 (11) 2、运行前的准备工作 (12) 3、启动 (13) 4、运行 (14) 5、超滤系统常见故障及处理措施 (16) 6、中空纤维超滤膜的污染及清洗再生技术 (17) 7超滤膜污染的主要成因 (19) 8影响超滤过程稳定运行的因素分析 (20) （一）超滤透过通量 (20) （二）膜的寿命 (22) （三）膜的清洗和消毒 (22) 9超滤技术在水处理中的应用 (23) 四、业界声音 (26)

超滤膜与微滤膜的市场分析和预测 (26) 据中国膜工业协会分析预测，2010年，我国膜市场需求将达200亿元，而且还将以每年20％的速度递增。近年来，随着膜分离技术研究的不断深入与应用市场的不断扩大，膜分离技术已成为水处理行业的一支重要力量。超滤膜也逐步广泛应用于污水处理，废水回用等多个领域，在国内市场开始迅速增长。虽然相对于反渗透膜强大的市场占有率，目前超滤膜还没有形成较大的占据局面，但是在近两三年来，超滤膜开始快速增长，进入发展关键期。那么目前国内超滤膜技术现状如何？市场发展究竟受制于哪些因素的影响？下面我们将来关注中国超滤膜市场的发展。 一、世界膜技术回顾 世界膜工业在2003年经历了公司的重组、裁员，甚至清算关闭和收购合并等许多挑战性的重大事件，然而大多数膜公司依然取得了不俗的业绩，增长率达到了两位数。相对于通用工业分离业务的投资力度不大（这一点在美国尤其明显）的现状，在包括饮用水处理、生物技术和生物科学、半导体制造、血液透析等关键市场以及新兴市场如废水再生、MBR相关污水处理和基于膜技术的燃料电池系统等，投

活性炭和超滤膜技术的负面效应

活性炭和超滤膜技术的负面效应 微生物滋生。活性炭技术和超滤膜技术，本质上是物理过滤，所以，会成为微生物的温床，卫生系统专家支出，在使用没有抑菌(杀菌)装置的净水机时，经过7天左右的时间，微生物指标会大大增高，无论对超滤膜采用正冲或者反冲的清洗手段，效果都不甚理想，再说7天冲一次，消费者不嫌烦吗? 亚硝酸盐浓度偏高。活性炭和超滤膜技术是处理有机污染和余氯的最佳方案，但凡事都有两面性，在有机污染严重、浑浊度明显的地区，这一技术会导致微生物指标增高，从而导致亚硝酸盐浓度增加，其最直接的表现是净水机用一段时间，水质会变咸!不但影响口感，而且严重威胁人体健康。 再谈谈谈谈活性炭在净水机上的应用。 由于国外是限制活性炭发展的，所以有些国产的活性炭经过这么多年的发展，在技术上已经可以与国际品牌的活性炭获得等同“段位”了。 活性炭的种类比较多，用在家用水处理技术上一般是压缩活性炭、颗粒活性炭、粉末活性炭(后2个也称之为散碳)。 从材质上看：在材质上分煤质、椰壳、果壳等。 从吸附效果看：粉末活性炭大于颗粒活性炭大于压缩活性炭(还能起到pp棉的作用) 超过滤的工作原理： 进料液在一定压力作用下，水和小分子溶质透过膜成为透过液，而大分子溶质被膜截留为浓缩液。超滤过程主要有三种情况： ①被吸附在过滤膜的表面上和孔中(基本吸附); ②被保留在孔内或者从那里被排出(堵塞)： ③机械地被截留在过滤膜的表面上(筛分)。 超过滤的特点：一是它的工作范围十分广泛，在水处理中分离细菌、大肠杆菌、热源、病毒，腔体微粒、大分子有机物质等，还可以用于特殊溶液的分离;二是超过滤可以在常温下进行，因此对热敏感性物质如药品、蛋白质制剂、果汁、酶制品等的分离、浓缩、精制等，不会影响产品质量;三是超过滤过程不发生相变，因此能耗低;四是超滤过程是压力作驱动力，故装置结构简单、操作方便、维修容易。因此，超过滤发展迅速，在过去的10年问，全世界超滤膜的生产平均年增长率在12%左右。

超滤膜技术在水处理工程中的应用分析

超滤膜技术在水处理工程中的应用分析 发表时间：2019-07-04T17:22:48.340Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：黄鹤俊 [导读] 摘要：水处理是中国城市环境工程建设中的重要环节，水是人类赖以生存的重要资源，在建设城市环境时，水环境也就显得尤为重要。 珠海水务环境控股集团有限公司广东省珠海市 519000 摘要：水处理是中国城市环境工程建设中的重要环节，水是人类赖以生存的重要资源，在建设城市环境时，水环境也就显得尤为重要。在一般情况下，建设环境工程都必须以建设水环境为首要步骤，先利用各种先进技术将水环境处理妥当，再在此基础之上建设其它城市环境。过去传统的水处理技术一般是对水资源进行预处理，即投入消毒剂或水资源专用净化剂等，将水中悬浮物去除，同时，去除水中异味，在完成净化后，需将水输送到水管中，而在这个步骤中极易引起水资源的二次污染，且利用消毒剂和净化剂也会给水质带来一些问题，所以现在传统水处理技术将逐渐被淘汰。利用超滤膜技术进行水处理，能有效减少水中杂质和异味，且不会对水质产生影响，较为环保，应多加利用。 关键词：超滤膜技术；水处理 引言：随着我国经济的发展，人们的环保意识不断提升。我国是水资源缺乏的国家，因此需要应用先进的水处理技术，回收水资源。传统水处理技术中对细小杂质的处理工艺较为复杂，且处理效果不好，很难有效的去除水中的有害物质，影响着人们的饮用水安全，不符合现今社会人们对健康的要求。因此，通过人们的不断研究，提出了新的处理工艺，通过膜分离技术来处理饮用水，水质满足人们对健康的需求。本文主要介绍膜处理技术中的超滤膜处理技术。 1.超滤膜水处理技术简述 膜分离被称为“21世纪的水处理技术”，在饮用水处理领域的应用日益广泛。超滤膜分离技术在市政给水领域的应用也已有30余年。根据原水特点，膜处理可以替代传统水处理方法中的混凝、沉淀、过滤的全部流程，或者沉淀和过滤部分，也有被用作替代过滤工艺。膜处理无论在水质方面还是在设备方面都较传统处理方法更具有安全性和可靠性。[1] 超滤膜技术是利用微孔原理，将水中溶质由微孔过滤到膜的另一端，从而实现过滤溶液中溶质的目的。超滤膜技术能有效将水中杂质及颗粒分离出来，从而保障水质干净与安全。在过去的传统水处理工程中，传统技术只能将颗粒较大的杂质析出，或仅只能去除异味，但实际上一些小颗粒杂质仍会存在于水中，给人们用水安全带来极大影响。而由于中国的生态环境不断地恶化，水质污染问题也越来越严重，许多城市地区水资源受污染极其严重，使用消毒剂及净化剂也不能将水中微小杂质全部去除，所以传统技术已逐渐不能满足水处理工程。由于科学技术发展，超滤膜技术逐渐被应用在水处理工程中。现在的水处理工程之所以采用超滤膜技术，是因为超滤膜技术能有效将水中大小杂质完全去除，同时还不会对环境造成危害。这种安全、无毒、环保的科学技术运用在水处理工程中极为合理。正是由于超滤膜技术在城市用水中应用，使得中国城市饮用水质量得到大幅度提升。 由于膜生产技术的发展和成本的降低，以及采用传统给水处理技术难已完全满足越来越严格的生活饮用水卫生标准，因此膜分离技术特别是超滤膜技术的研究和应用逐渐成为给水处理领域的热点。 2.应用超滤膜技术存在的问题 2.1缺乏完善的超滤膜处理技术组合 自来水厂生产的净化水，将会随着超滤膜技术的应用而增长一定的成本，所以在选择水处理工艺的时候，首先要对现场环境有一个具体的了解，然后再根据取水特点，分析怎样选用净水处理工艺。通过实践发现，如果水原料的硬度以及无机盐物质浓度都比较大的话，则可以选择双膜技术；如果水质不错，但净水处理工序比较简单，则可以选用超滤技术，这样就可以减少水污染程度，降低生产净化水的成本。不过一般在现实状况比较烦琐的情况下，一些生产厂家会选择超滤技术，如此一来，就会让生产成本以及工序增多，所以对于经济情况并不是太好的地区来说，这种方法并不适用。 2.2超滤膜技术的应用会消耗一定的能源 想要更好地运用超滤膜技术来进行水处理工作，最基本的前提就是要具备良好的驱动动力。在进行水处理的过程中，外来动力必不可少，但这种情况造成能源的过度消耗，进一步增加水处理成本。在选用超滤设备的时候，一定要认真检查它对能量的消耗程度，并从中挑选出耗能最小的设备，这样就能在节省能源的情况下，进行净水处理工作。 2.3超滤膜技术的应用形成污染问题 使用超滤膜技术会造成一定的污染，会降低原水容量通过超滤膜的能力，增大能源的消耗量，造成净化水生产成本的增加。[2] 如果发生超滤膜污染的情况，会严重影响超滤膜技术在水处理工作中的使用率，一旦污染程度较大，就必须要采用化学药剂来净化超滤膜。现在，自来水厂要时隔五个月才对超滤膜进行净化工作，并且净化的步骤比较烦琐，稍有不慎就很有可能导致水污染程度的恶化。所以，相关工作者一定要加强保护超滤膜的力度，延长它的使用寿命。 3.超滤膜技术在水处理中的应用 我国的工业发展较为迅速，超滤膜技术的应用也越来越广，无论是在污水处理还是饮用水处理领域都有应用。以下就详细介绍目前超滤膜技术在水处理中的应用领域。 3.1生活污水的处理 生活污水的产生量较大，是污染环境水体的主要来源，对于生活污水处理中应用超滤膜技术，能够高效的净化生活污水。研究表明：超滤膜技术与传统活性污泥法联用，对污染物的去除率可达到90%以上，生活污水处理后可以进行污水回用。城市污水处理上应用超滤膜技术可以有效回收水资源，利用回用污水进行城市绿化和景观用水[3]。 3.2工业废水的处理 工业废水由于含有大量的污染物及有毒有害物质，对水环境的破坏极大，因此，工业废水必须经过处理后达标才能排放，传统的污水处理技术的去除效果一般已不能满足社会经济发展的需求。应用超滤膜技术能有效去除废水中的污染物，并可以回收中水进行利用，且对于有机盐和有机物等也可以进行回用，然后再进行生产使用，极大的节约了资源，提高企业的经济效益。对于不同类型的工业废水，其处理方式是不同的，因此对于工业废水的处理需要依据水质情况制定科学的处理方案。另一方面可以回收副产品进行综合利用，实现企业经

反渗透膜的分类

反渗透膜一般用高分子材料制成。如醋酸纤维素膜、芳香族聚酰肼膜、芳香族聚酰胺膜。表面微孔的直径一般在0.5～10nm之间，透过性的大小与膜本身的化学结构有关。有的高分子材料对盐的排斥性好，而水的透过速度并不好。有的高分子材料化学结构具有较多亲水基团，因而水的透过速度相对较快。因此一种满意的反渗透膜应具有适当的渗透量或脱盐率。反渗透膜应具有以下特征： (1)在高流速下应具有高效脱盐率 (2)具有较高机械强度和使用寿命 (3)能在较低操作压力下发挥功能 (4)能耐受化学或生化作用的影响 (5)受pH值、温度等因素影响较小 (6)制膜原料来源容易，加工简便，成本低廉。 反渗透膜的结构，有非对称膜和均相膜两类。当前使用的加仑膜材料主要为醋酸酸纤维素和芳香聚酰胺类。其组件有中空纤维式、卷式、板框式和管式。可用于分离、浓缩、纯化等化工单元操作，主要用于纯水制备和水处理行业中。 反渗透是60年代发展起来的一项新的薄膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。要了解反渗透法除盐原理，先要了解“渗透”的概念。渗透是一种物理现象，当两种含有不同浓度盐类的水，如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现，含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中，而所含的盐分并不渗透，这样，逐渐把两边的含盐浓度融和到均等为止。然而要完成这一过程需要很长时间，这个过程也称为自然渗透。但如果在含盐量高的水侧，试加一个压力，其结果也可以使上述渗透停止，这时的压力称为渗透压力。如果压力再加大，可以使水向相反方向渗透，而盐分剩下。由此，反渗透除盐原理，就是在有盐分的水中(如原水)，施以比自然渗透压力更大的压力，使渗透向相反方向进行，把原水中的水分子压到膜的另一边，变成洁净的水，从而达到除去水中盐分的目的，这就是反渗透除盐原理。目前，反渗透膜如以其膜材料化学组成来分，主要有纤维素膜和非纤维素膜两大类。如按膜材料的物理结构来分，大致可分为非对称膜和复合膜等。在纤维素类膜中最广泛使用的是醋酸纤维素膜(简称CA膜)。该膜总厚度约为100μm，全表皮层的厚度约为0.25μm，表皮层中布满微孔，孔径约5一10埃，故可以滤除极细的粒子，而多孔支撑层中的孔径很大，约有几千埃，故该种不对称结构的膜又称为非对称膜。在反渗透操作中，醋酸纤维素膜只有表皮层与高压原水接触才能达到预期的脱盐效果，决不能倒置。非纤维素类膜以芳香聚酷胺为主要品种，其他还有聚呢喀酰胺膜，疆苯骈味哩膜，聚砜酰胺膜，聚四氟乙烯接枝膜，聚乙烯亚胺膜等等。 近年来发展起来的聚酰胺复合膜，是由一层聚酯无纺织物作支持层，由于聚酯无纺织物非常不规则并且太疏松，不适合作为盐屏障层的底层，因而将微孔工程塑料聚砜浇铸在无纺织物表面上。聚枫层表面的孔控制在大约150埃。屏障层采用高交联度的芳香聚酰胺，厚度大约在2000埃。高交联度芳香聚酷胺由苯三酰氯和苯二胺聚合而成。由于这种膜是由三层不同材料复合而成故称为复合膜。

最新21结构按极限状态设计法设计原则汇总

21结构按极限状态设计法设计原则

第二章 结构按极限状态法设计原则 （1）经验承载能力法； （2）容许应力法：以弹性理论为基础的，要求[]σσ≤max ， 其中[]n s /σσ=，n 为安全系数。 （3）破坏荷载法：考虑了材料塑性要求：[]P P ≤，其中 []n P P s /=，n 由经验确定。 （4）半经验、半概率极限状态法：分项安全系数，主要 由概率统计确定，不足的部分由经验确定。 （5）近似概率法：对作用的大小、结构或构件或截面抗 力的“可靠概率”作出较为近似的相对估计 （6）全概率法：对影响结构可靠度的各种因素用随机变 量概率模型来描述，并用随机过程概率模型去描述， 在对整个结构体系进行精确分析的基础上，以结构的 失效概率作为结构可靠度的直接度量。 §2-1 极限状态法设计的基本概念 一、结构的功能要求 结构可靠性（度）———结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定预定功能的能力（概率） 规定的时间——分析结构可靠度时考虑各项基本变量与 时间关系所取用的设计基准期 规定的条件——设计时规定的正常设计、施工和使用的条件，既不考虑认为过失 概率预定功能： (1) 能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用 —————安全性 在偶然作用发生时或发生后，结构能保持必要的整体稳定性（不发生倒塌）——安全性 偶然作用—如超过设计烈度的地震、爆炸、撞击、火灾等

必要的整体稳定性——在偶然作用发生时或发生后，仅发生局部损坏而不致连续倒塌 （2）在正常使用时应具有良好的工作性能——适用性如：不发生影响正常使用的过大变形或局部损坏 （3）在正常维护条件下，具有足够的耐久性——耐久性 耐久性——结构在化学的、生物的或其他不利因 素的作用下，在预定期限内，其材料 性能的恶化不导致结构出现不可接受 的失效概率 如：不发生由于保护层碳化或裂缝过宽，导致钢筋锈蚀。安全性、适用性、耐久性———三者总称为结构的可靠性二、极限状态 1．极限状态的定义 整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为——该功能的极限状态。 2．极限状态的分类 国际上一般将结构的极限状态分为三类： （1）承载能力极限状态———结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形 ①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如滑动、倾覆等）——刚体失去平衡 ②结构构件或连接处因超过材料强度而破坏——强度破坏 ③结构转变成机动体系——————机动体系 ④结构或构件丧失稳定———失稳

分离膜的分类

气体分离膜的分类 成员：陈永涛，忽浩然，苗玉淇， 张岩磊，李龙飞

?气体膜分离过程是一种以压力差为驱动 力的分离过程，在膜两侧混合气体各组 分分压差的驱动下，不同气体分子透过膜 的速率不同，渗透速率快的气体在渗透侧富集，而渗透速率慢的气体则在原料侧富集。 ?气体膜分离正是利用分子的渗透速率差 使不同气体在膜两侧富集实现分离的。

分类 ?一：按照其化学组成 ?二：按膜组件分 ?三：按气体膜分离的机理分?四：按气体分离膜的应用分

按照其化学组成，气体分离膜材料可分为高分子材料、无机材料和有机—无机杂化材料

1.高分子材料 在气体分离膜领域，早期使用的膜材料主要有聚砜、纤维素类聚合物、聚碳酸酯等。上述材料的最大缺点是或具有高渗透性、低选择性或具有低渗透性、高选择性，使得以这些材料开发的气体分离器的应用受到了一定限制，特别是在制备高纯气体方面，受到变压吸附和深冷技术的有力挑战。为了克服上述缺点，拓宽气体分离膜技术的应用范围，发挥其节能优势，研究人员一直在积极开发兼具高透气性和高选择性、耐高温、耐化学介质的新型气体分离膜材料，聚酰亚胺、含硅聚合物、聚苯胺等就是近年开发的新型高分子气体分离膜材料。

2.无机材料 相对于有机高分子膜，无机材料由于其独特的 物理和化学性能，具有耐高温、结构稳定、孔径均一、化学稳定性好、抗微生物腐蚀能力强等优点。它在涉及高温和有腐蚀性的分离过程中的应用方面具有有机高分子膜所无法比拟的优势，具有良好的发展前景。无机膜的不足之处在于：制造成本相对较高，大约是相同膜面积高分子膜的10倍；无机材料脆性大，弹性小，需要特殊的形状和支撑系统；膜的成型加工及膜组件的安装、密封(尤其是在高温下)比较困难。

水处理技术之7种膜技术简介

水处理技术之7种膜技术 膜分离技术被公认为是目前最有发展前途的高科技之一。膜分离技术是以选择性多孔薄膜为分离介质，使分子水平上不同粒径分子的混合物/溶液借助某种推动力(如:压力差、浓度差、电位差等)通过膜时实现选择性分离的技术，低分子溶质透过膜，大分子溶质被截留，以此来分离溶液中不同分子量的物质，从而达到分离、浓缩、纯化目的。 近些年来，扩散定理、膜的渗析现象、渗透压原理、膜电势等研究为膜技术的发展打下了坚实的理论基础，膜分离技术日趋成熟，而相关科学技术的突飞猛进也使得膜的实际应用已十分广泛从环境、化工、生物到食品各行业都采用了膜分离技术。 迄今为止，水处理的膜技术主要有以下几种: (1)反渗透(RO)膜技术。 反渗透(又称高滤)过程是渗透过程的逆过程，推动力为压力差，即通过在待分离液一侧加上比渗透压高的压力，使原液中的溶剂被压到半透膜的另一侧。反渗透技术的特点是无相变，能耗低、膜选择性高、装置结构紧凑，操作简便，易维修和不污染环境等。 (2)纳滤(NF)膜技术。 纳滤技术是超低压具有纳米级孔径的反渗透技术。纳滤膜技术对单价离子或相对分子质量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及相对分子质量介于200-1000的有机物有较高脱除率。纳滤膜具有荷电，对不同的荷电溶质有选择性截留作用，同时它又是多孔膜，在低压下透水性高。 (3)微滤(MF)膜技术。 微滤膜是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的筛分作用进行分离。微滤膜是均匀的多孔薄膜，其技术特点是膜孔径均一、过滤精度高、滤速快、吸附量少且无介质脱落等。主要用于细菌、微粒的去除，广泛应用在食品和制药行业中饮料和制药产品的除菌和净化，半导体工业超纯水支配过程中颗粒的去除，生物技术领域发酵液中生物制品的浓缩与分离。 (4)超滤(UF)膜技术。 超滤是以压差为驱动力，利用超滤膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同相对分子质量物质分级的膜分离技术。其技术特点是:能同时进行浓缩和分离大分子或胶体物质。与反渗透相比，其操作压力低，设备投资费用和运行费用低，无相变，能耗低且膜选择性高。在食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业领域应用较广泛。 (5)电渗析(ED)膜技术。 电渗析是一个电化学分离过程，是在直流电场作用下以电位差为驱动力，通过荷电膜将溶液中带电离子与不带电组分分离的过程。该分离过程是在离子交换膜中完成的。主要应用于海水淡化，苦咸水脱盐，海水浓缩制盐，乳精、糖、酒、饮料等的脱盐净化，锅炉给水、冷却循环水软化，废水中高价值物质回收与水的回用，废酸、废碱液净化与回收等。 (6)双极膜(BPM)技术。 双极膜是由阴离子交换膜和阳离子交换膜叠压在一起形成的新型分离膜。阴阳膜的复合可以将不同电荷密度、厚度和性能的膜材料在不同的复合条件下制成不同性能和用途的双极膜。主要应用于酸碱生产、烟道气脱硫、食盐电解等。 (7)渗透蒸发(PV)膜技术。 渗透蒸发是一个压力驱动膜分离过程，它是利用液体中两种组分在膜中溶解度与扩散系数的差别，通过渗透与蒸发，达到分离目的的一个过程，其设备投资和运行费用较低。近年来，对渗透蒸发技术的研究虽然进展很快，但它单独使用的经济性并不好。 【广州奥凯环保科技水处理设备公司采编】

超滤膜技术

超滤膜 中文名称：超滤膜英文名称：ultrafiltration membrane;hyperfiltration membrane 定义：膜状的超滤材料。 应用学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 超滤膜超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现了工业化。 简介 超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。超滤膜随着技术的进步，其筛选功能必将得到改进和加强，对人类社会的贡献也将越来越大。 产品结构 超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的，没有皮层，所有方向上的孔隙都是一样的，属于深层过滤；后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层，表层厚度为0.1微米或更小，并具有排列有序的微孔，底层厚度为200～250微米，属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为非对称膜。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。 超滤膜过滤 采用超滤膜以压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。 工艺特点 以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时，则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02～10μm；超滤膜(UF)为0.001～0.02μm；逆渗透膜(RO)为0.0001～0.001μm。由此可知，超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制膜技术，即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是极其重要的。孔的控制因素较多，如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及孔径分布的超滤膜。超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或中空纤维膜等形式，广泛用于如医药工业、食品工业、环境工程等。

超滤膜法饮用水处理技术的膜污染控制原理-哈尔滨工业大学

自然科学奖推荐号：120-212 项目名称超滤膜法饮用水处理技术的膜污染控制原理推荐单位河北省教育厅 项目简介1. 所属科学技术领域与研究背景 本项目属环境科学技术领域。安全、优质的饮用水是提高居民生活质量、促进经济社会可持续发展的重要基础。超滤膜凭借其纳米级孔径的筛滤截留作用，实现了饮用水生物致病风险控制的突破。但超滤技术在实际工程中的推广应用受到膜污染的制约，对膜污染的认识与控制仍面临三个关键问题：第一，典型水源中造成超滤膜污染的关键物种；第二，膜污染形成的微界面过程与机制；第三，膜污染的控制技术与原理。本项目旨在识别超滤净水过程中关键膜污染物和解析膜污染形成机理的基础上，实现对超滤膜污染的有效控制，推动超滤膜法饮用水处理技术的发展。该项目已经获得2项国家自然科学基金项目资助。 2. 主要研究内容与发现点 （1）率先建立了基于分子排阻色谱-在线有机碳联机检测和三维荧光光谱-平行因子分析的关键膜污染物精细识别技术，实现了复杂水源水质条件下对造成超滤膜可逆和不可逆污染关键物种的识别与膜污染趋势的预测； （2）率先建立了界面作用机制解析与过滤机理模型模拟耦合的膜污染形成机理研究方法，阐明了典型污染物在超滤过程中的膜污染特性及作用机制，揭示了饮用水超滤过程中多机制共同作用以及膜孔堵塞与滤饼层堵塞相继主导的膜污染形成机理。 （3）率先提出了以混凝为核心的多效强化膜前预处理关键技术，开发了受污染膜的绿色高效清洗技术，形成了基于工艺模式和工艺过程优化的超滤膜污染控制技术体系及原理。 3. 科学价值 超滤膜污染会增加运行能耗和清洗频率，导致膜使用寿命缩短，限制了超滤膜法饮用水处理技术的规模化工程应用。本项目立足于基础研究方法创新，从关键膜污染物识别、膜污染机理解析和膜污染控制技术等三个方面开展了超滤膜污染机制与控制的基础理论研究，建立了关键膜污染物的精确识别方法，阐明了水中典型污染物的膜污染特性及其形成机理，并利用超滤工艺模式优化和过程优化相结合实现了膜污染的有效控制。因此，本项目丰富和完善了超滤膜污染形成与控制技术体系的理论知识，克服了水源水质特征的差异以及膜污染过程复杂性带来的影响，可支撑超滤膜法饮用水处理技术的跨越式发展。 4. 研究成果产出及其影响力 本项目的8篇代表性论文分别发表于水处理与膜技术领域国际顶级期刊Water Research (5篇)、Journal of Membrane Science (1篇)、Journal of Hazardous Materials (1篇)、Desalination (1篇)，累积影响因子52.337，单篇最高影响因子6.942；共计被SCI期刊正面引用520次，单篇最高他引90次；2篇代表作被Thomson Reuters列为ESI前1%高被引论文；1篇代表作入选了2014年度中国百篇最具影响力国际学术论文。

超滤膜新世纪饮用水处理技术

超滤膜新世纪的饮用水处理技术超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，超滤膜在新世纪应用也很广泛。超滤膜成为新世纪的饮用水处理技术。 第三代饮用水净化工艺=安全预氧化、强化混凝(通过过脱稳、架桥等反应，使水中的污染物凝聚并沉降的过程)+生物活性炭、超滤+安全消毒。 脱颖而出的第三代处理工艺： 20世纪初研发出的混凝(通过过脱稳、架桥等反应,使水中的污染物凝聚并沉降的过程)——沉淀(precipitation)、过滤、氯消毒净水工艺，可称为第一代城市饮用水净化工艺。而面对第一代水饮用水处理(通过物化方法去除水中一些物质的过程)工艺不能对无害物进行控制的弊端，第二代城市饮用水净化工艺应运而生。第二代饮用水处理(通过物化方法去除水中一些物质的过程)就是在第一代工艺的后面增加臭氧(用于水的消毒和空气的臭氧化,在化学工业中用作强氧化剂)、颗粒活性炭的工艺。目前我国的供水厂普遍采用这种工艺。但是第二代饮用水处理(通过物化方法去除水中一些物质的过程)工艺也逐渐地显露出很多问题：一是对于含有溴化物的水源水被臭氧(用于水的消毒和空

气的臭氧化,在化学工业中用作强氧化剂)氧化后容易产生致癌的溴酸盐;二是随着水污染的加剧和检测技术的提高，第二代饮用水处理(通过物化方法去除水中一些物质的过程)工艺的出水中发现了越来越多的细菌和微生物，水的生物安全性受到了挑战。

“20世纪末又提出来饮用水的生物稳定性问题，所谓生物稳定性就是说出厂水在输送和储存过程中，发现微生物增殖现象，是不具有生物稳定性的水，这是另一个新出现的重大生物安全性问题。所以第三代城市饮用水净化工艺要解决的就是生物安全性的问题。”李圭白院士介绍到。 膜技术简单说是一种过滤技术，上世纪60年代起源于海水淡化(利用海水脱盐生产淡水)的反渗透膜(利用反渗透原理进行分离的液体分离膜)，与超导、光纤、碳纤维、纳米技术等一起统称为21世纪工业领域六大新技术。而后膜技术得到了非常迅速的发展，并且被广泛应用于越来越多的领域。继脱盐反渗透后，一系列更疏松的渗透膜被开发出来，包括纳滤(能截留纳米级(0.001微米)的物质)、超滤、微滤(能截留0.1-1微米之间的颗粒)。 有资料显示，在现有的各种孔径的膜中，纳滤(能截留纳米级(0.001微米)的物质)和超滤是最有效的去除水中微生物的方法。水中的致病微生物的尺寸，病毒是20nm至数百nm，细菌是数百nm至数μm，原生动物是数μm至数十μm ，藻类是数μm 至数百μm 。在各式各样的膜中，纳滤(能截留纳米级(0.001微米)的物质)膜的孔径-1nm左右，超滤膜的孔径-数nm。但是从技术经济学的角度，李院士更加肯定了超滤膜在未来第三代处理工艺中的主导地位。“纳滤(能截留纳米级(0.001微米)的物质)膜