膜處理技術是水處理的關鍵技術，也被廣泛應用于醫藥工業、食品工業、環境工程等中溶質的分離和增濃，常應用于其他分離技術難以完成的膠狀懸浮液的分離，且應用領域不斷擴大。超濾膜分離技術也被認為是21世紀最具產業發展前景的高新技術之一。國內超濾膜技術主要應用于工業領域廢水回用，作為反滲透預處理。

1、超濾膜工藝概述

1.1 超濾膜工藝原理

超濾膜工藝是以超濾膜作為過濾介質，在膜的兩側施加壓力，當污水流經膜的表面時，污水中的懸浮物、膠體、蛋白質等被膜截留，水、無機鹽以及小分子物質透過膜，實現了污水溶液凈化、分離效果。

1.2 超濾膜中試內容

選擇膜絲材料，以及運行方式。其中，（1）膜絲材料的選擇是根據中試內容為同一條件下不同廠家膜材料出水通量及出水水質，以選擇符合企業或水廠水質的膜。（2）選擇運行方式。超濾膜中試采用內壓式、外壓式試驗，以觀察膜通量及出水的水質。

1.3 超濾膜工藝特點

目前，超濾膜工藝中水回用中試主要有浸沒式超濾和壓力式超濾。

（1）浸沒式超濾工藝，主要采用韌性和強度較強，具有較好抗氧化、耐酸堿性能的聚偏氟乙烯中空纖維組件。浸沒式超濾工藝原水適應性強，能夠有效去除細菌、病毒以及污水中的懸浮顆粒物等。

（2）壓力式超濾工藝自動化程度高，操作簡便，占地小等。總之，浸沒式超濾與壓力式超濾相比，具有較強的耐沖擊負荷，適應于污染嚴重的水質預處理，以及處理規模較大的工程。而壓力式超濾工藝單位時間內生產水量要多于浸沒式。

2、實驗條件

2.1 中試裝置

超濾膜污水回用中試的裝置包括泵、UF膜組件、化學藥劑泵、反洗水箱，反洗泵等等。中試裝置為全自動控制。進水為污水處理廠處理后的二級出水，與再生水廠的進水水質一致。

2.2 中試組件及參數

UF膜組件采用聚偏氟乙烯材料，選擇的是外壓中空纖維膜，聚氯乙烯材料制成的外殼。將UF膜親水處理，提升UF膜的抗氧化性，抑制膜組件中的微生物繁殖，有效去除污水回用中試中的細菌、病菌、細顆粒物以及膠體等等（見圖1）。

3、實驗效果分析

3.1 濁度處理效果

污水處理中的主要指標之一便是濁度的處理效果，它能夠反映超濾膜工藝對反應水中的膠體、顆粒物的處理效果。通過實驗發現，無論是浸沒式還是壓力式超濾膜處理，濁度指標的處理均優于傳統膜處理工藝，且超濾膜處理污水中試中的濁度不會隨著原水濁度變化而發生變化。

3.2 氨氮去除效果

氨氮是污水處理中的一個技術難點，從實驗結果來看，采用超濾膜工藝處理污水，既能夠有效截留原水懸浮固體物，對氨氮的處理效果也較傳統工藝具有一定優勢。隨著流通量的增加，聚偏氟乙烯對亞硝酸鹽氮去除效果逐漸變差，但可以通過投加一定量的次氯酸鈉，能夠有效滿足超濾出水的余氯要求，使中水中試實驗達標。

3.3 錳去除效果

通過超濾膜工藝處理后，中水中的出水高錳酸鉀去除率平均為5%，可見，超濾膜工藝對于高錳酸鉀的去除效果一般，但基本都能夠滿足水質標準要求。

3.4 細菌去除效果

從中試出水大腸桿菌指標檢測來看，未有檢測出大腸桿菌，符合水質標準要求，超濾膜工藝的應用中，氯的投加量明顯小于傳統工藝所需的氯的投加量。因此，超濾膜工藝的運行費用較低，且副產物少于傳統工藝。超濾膜工藝具有明顯優勢。

4、結論

4.1 系統通量

產水通量的選擇會直接影響到產水量的大小，膜通量越大，透膜壓力（TMP）越大，所需進水壓力就越高。膜通量設計應結合進水潛在的污染程度而定，產水通量的持續增加，會導致膜面的污染物含量也會增加，產水通量高的系統污染速率和清洗頻率就相應的增加，鑒于液體粘度隨著溫度的變化而相應的產生變化。因此，膜通量的設計應參考進水潛在污染程度。

4.2 系統清洗

采用的全自動化超濾膜技術，實驗中間隔30分鐘系統會自動清洗一次，反洗時間為2分鐘/次，反洗同時進行氣擦洗，氣洗時間為40s/次。物理清洗能有效恢復膜通量，但隨著時間延長，恢復效果變差。

5、結語

隨著生物工程、食品工業以及醫藥工業和環境保護的應用要求，超濾膜技術的發展朝著以下方向發展：

（1）耐高溫的合成聚合物膜和無機超濾膜的開發和研制，在生物工程及醫藥工業來水處理中極為重要。

（2）耐污染超濾膜的研制是重點，提高有效成分的回收率。