改性 PVDF 膜與普通 PVDF 膜相比，具有與水接觸面較大、水通量大的優(yōu)點(diǎn)，因其表面親水基團(tuán)的作用，其整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性有較大提高。 進(jìn)一步擴(kuò)大 PVDF 膜在各類工業(yè)污水處理中的應(yīng)用范圍， 推動(dòng) PVDF 膜的改性處理工作順利開(kāi)展，對(duì)其在工業(yè)污水中應(yīng)用機(jī)理進(jìn)行研究具有非常重要的意義。

　　1 PVDF 膜改性分析

　　1.1 物理改性

　　物理改性主要包括共混改性、表面涂覆兩種，其中共混改性主要利用親水性聚合物材料、 無(wú)機(jī)納米顆粒等物質(zhì)，將其添加到鑄膜液中， 通過(guò)后續(xù)相轉(zhuǎn)化， 親水性物質(zhì)轉(zhuǎn)移到PVDF 膜表面， 提高 PVDF 膜親水性能。 如經(jīng)共混改性的PVDF 管道式超濾膜處理的含油工業(yè)污水出水可全面滿足低滲區(qū)域或者特低滲區(qū)域回注水要求。表面涂覆處理主要是將親水性聚合物涂覆或沉積在PVDF 膜表層，或者將 PVDF 膜浸入含有化學(xué)活性的單體溶液中，通過(guò)單體間聚合、交聯(lián)反應(yīng)，有效提高 PVDF 膜表層親水性。 經(jīng)表面涂覆制備的外壓式 PVDF 中空纖維微濾膜應(yīng)用于印染工業(yè)污水處理， 可提高污水中 COD 去除率至 71%以上，控制出水 SS 濃度在 1mg/L 以下，可確保水質(zhì)無(wú)其他顏色及異常氣味。

　　1.2 化學(xué)改性

　　PVDF 膜化學(xué)改性主要是在 PVDF 膜表面共價(jià)鍵合親水性物質(zhì)，如磺化、電子束輻射、表面化學(xué)腐蝕、接枝等，化學(xué)改性技術(shù)對(duì)膜的使用周期、使用范圍具有積極的影響。 化學(xué)改性 PVDF 膜共價(jià)鍵由親水物質(zhì)連接，與涂覆等物理改性技術(shù)相比穩(wěn)定性較高，在運(yùn)行中可避免親水性喪失。 如化學(xué)改性技術(shù)制備的減壓式 PVDF 膜在鉻離子處理中，膜通量可達(dá)到 41kg/h·m2，PVDF 膜截留率可達(dá) 92%以上。

　　2 改性 PVDF 膜處理技術(shù)應(yīng)用影響因素

　　本次試驗(yàn)主要利用物理共混技術(shù)進(jìn)行多氨基膦酸及多氨基羧酸官能基團(tuán)的改性 PVDF 膜，并對(duì)其運(yùn)行中對(duì)工業(yè)污水鉛吸附影響因素進(jìn)行分析。

　　2.1 試驗(yàn)材料及方法

　　在 PVDF 膜共混改性試驗(yàn)過(guò)程中，鑄膜液主要成分為二乙烯三胺五乙酸、PVDF 膜、乙二胺四亞甲基膦酸、3-氨丙基三甲氧基硅烷、酞酸丁酯等。在鑄膜液配置完成之后，形成分布均勻的液態(tài) PVDF 薄膜，將 PVDF 膜放置在 35℃冷凝液中可得到改性PVDF 膜。

　　1.1 吸附實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論

　　本次試驗(yàn)?zāi)康氖欠治龈男?PVDF 膜在不同工業(yè)污水PH、吸附時(shí)間對(duì)吸附效能的影響。 經(jīng)試驗(yàn)結(jié)果表明，在改性PVDF 膜應(yīng)用過(guò)程中，隨著工業(yè)污水 PH 在一定范圍內(nèi)上升，改性 PVDF 膜對(duì)工業(yè)污水中鉛的吸附量逐漸增大。

　　當(dāng)工業(yè)污水 PH 上升到某一個(gè)較高值時(shí)，改性 PVDF 膜對(duì)鉛的吸附量不再增大，且具有下降趨勢(shì)。 改性 PVDF 膜應(yīng)用于工業(yè)污水時(shí)，整體吸附過(guò)程主要分為快速吸收、慢速吸收兩個(gè)階段， 快速吸收主要在改性 PVDF 膜吸附初期， 其對(duì)工業(yè)污水中鉛的吸附量以一個(gè)較快速度均勻上升，當(dāng)其吸附量達(dá)到一個(gè)限值后， 改性 PVDF 膜吸附速度逐漸下降， 并最終趨近于 0，這主要是由于改性 PVDF 膜吸附已達(dá)到飽和狀態(tài)，鉛離子之間排斥，制約了改性 PVDF 膜后期吸附效率。

　　2 改性 PVDF 膜處理技術(shù)在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用

　　2.1 改性 PVDF 膜在含油污水處理中應(yīng)用

　　在我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中， 含油污水年產(chǎn)量在 2.0× 109-3×109t 之間， 常規(guī)的污水處理方法并不能有效改善污水水質(zhì)，而改性 PVDF 膜處理技術(shù)對(duì)工業(yè)含油污水具有理想的處理效果。 依據(jù)含油工業(yè)污水低滲、特低滲特點(diǎn)，可廣泛采用改性 PVDF 管道式超濾膜，改性 PVDF 管道式超濾膜具有截油效率高、操作便捷、過(guò)濾精度高、使用周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

　　含油污水主要來(lái)源于原油脫水環(huán)節(jié)或者化工、 鋼鐵、煤氣發(fā)生站、焦化等企業(yè)/車間生產(chǎn)工藝。 常用的含油污水處理方法主要為浮選法、過(guò)濾法、重力分離法等。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　改性 PVDF 膜處理方法是新型的處理工藝，其可根據(jù)含油工業(yè)污水中油粒子大小， 選擇合適的分子量截留的改性PVDF 膜，在保證無(wú)相變化的基礎(chǔ)上達(dá)到油水分離的效果。除改性 PVDF 管道式超濾膜之外， 還可以將納米 TiO2、或者 AL2O2 與 PVDF 膜結(jié)構(gòu)融合，使用 LICL 作為成孔劑，在這個(gè)基礎(chǔ)上，利用沉浸凝膠相轉(zhuǎn)化或者相轉(zhuǎn)化法的方法可得到復(fù)合式 PVDF 中空纖維膜。 在 TiO2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1.96%時(shí)，復(fù)合式 PVDF 中空纖維膜油水分離效果最佳。 復(fù)合式 PVDF中空纖維膜最佳膜通量為 81.9L/(m2×h)，含油污水處理效率為 98.9%，復(fù)合式 PVDF 中空纖維膜應(yīng)用后含油污水懸浮物含量在 0.50mg/L 以下，COD 去除率在 89.9%以上，TOD 去除率在 96.0%以上。

　　1.1 改性 PVDF 膜在印染污水處理中應(yīng)用

　　印染污水成分較復(fù)雜，色度較高，污水顏色脫除難度較大， 特別是隨著新型印刷制劑及染料的應(yīng)用， 印染污水中BOD/COD 進(jìn)一步下降， 以往印染污水處理技術(shù)并不能確保污水出水指標(biāo)能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　利用改性 PVDF 膜處理技術(shù)，通過(guò)一體化膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用于印染污水處理。 在一體化膜生物反應(yīng)器中，采用外壓式改性 PVDF 中空纖維微濾膜，膜孔徑為 0.40μm、膜壁厚度為 100μm。 在常規(guī)狀態(tài)下，外壓式 PVDF 中空纖維微濾膜污水處理量可在 10L/h·m2 以上。

圖 1 外壓式 PVDF 中空纖維微濾膜生產(chǎn)工藝

　　3.3 改性 PVDF 膜在重金屬污水處理中應(yīng)用

　　在工業(yè)污水中常含有大量的重金屬離子，重金屬污水處理常規(guī)方法主要有化學(xué)沉淀、離子交換、離子吸附等，但當(dāng)重金屬離子濃度偏低時(shí)，處理效果不理想，且處理程序較復(fù)雜。而 PVDF 膜處理技術(shù)可應(yīng)用于重金屬污水處理，在保證處理效果的同時(shí)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化操作步驟，具有良好的能源利用效率及相變控制效能。 在改性 PVDF 膜重金屬污水處理過(guò)程中， 常用的改性 PVDF 膜為減壓式蒸餾 PVDF 膜， 減壓式蒸餾 PVDF 改性膜平均孔徑為 0.06μm，截留率為 81%，而常規(guī)PVDF 膜截留率一般為 55%，故改性 PVDF 膜在重金屬污水處理中具有極佳的應(yīng)用潛力。

　　3.4 改性 PVDF 膜處理技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)

　　改性 PVDF 膜具有良好的特種分離性能，在工業(yè)污水處理中具有極其廣闊的應(yīng)用前景。 改性 PVDF 膜目前處于試驗(yàn)研究階段， 還未大范圍應(yīng)用于市場(chǎng)中， 因此將改性 PVDF 膜推廣到工業(yè)應(yīng)用中， 進(jìn)一步提高改性 PVDF 膜應(yīng)用價(jià)值，具有極其廣闊的前景。

　　通過(guò)對(duì) PVDF 膜物理共混親水改性，促使其抗污染性能得到進(jìn)一步提升。 共混親水改性 PVDF 膜生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、資源損耗成本低，極易進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。 新工藝改性 PVDF 膜共混材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，可進(jìn)一步提高改性 PVDF 膜污水處理性能，印染類工業(yè)污水整體處理難度較大，因此，在今后的研發(fā)過(guò)程中， 科研人員將進(jìn)一步優(yōu)化 PVDF 膜生物反應(yīng)器，如在印染廢水的處理，結(jié)合傳統(tǒng)膜處理技術(shù)，利用改性膜技術(shù)，可進(jìn)一步提高印染污水處理效率。

　　隨著各學(xué)科交叉發(fā)展，綜合性工藝改性 PVDF 膜技術(shù)將得到更加廣泛的開(kāi)發(fā)應(yīng)用， 針對(duì)工業(yè)污水不同水質(zhì)特點(diǎn)，將改性 PVDF 膜在工程應(yīng)用綜合性能分析作為主要研究?jī)?nèi)容，也可以提高改性 PVDF 膜的性能及應(yīng)用效率。 如通過(guò)改性PVDF 膜動(dòng)力學(xué)、 熱力學(xué)機(jī)理的綜合分析， 結(jié)合 PVDF 膜改性、PVDF 膜清洗技術(shù)探究，可有效提高改性 PVDF 膜水處理性能，且解決改性 PVDF 膜結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定問(wèn)題。

　　4總結(jié)

　　綜上所述， 改性膜較原本 PVDF 膜而言， 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高、污染物處理性能更強(qiáng)， 為了進(jìn)一步拓展改性 PVDF 膜處理技術(shù)應(yīng)用空間，可采用物理改性或化學(xué)改性技術(shù)對(duì) PVDF膜進(jìn)行親水改性。 在工業(yè)污水處理中，可依據(jù)實(shí)際污水水質(zhì)成分， 選擇合理的 PVDF 膜改性方法， 在為 PVDF 膜產(chǎn)業(yè)化進(jìn)行提供充足的驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)， 也可以進(jìn)一步拓寬改性PVDF 膜在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用范圍。(來(lái)源：深水海納水務(wù)集團(tuán)股份有限公司)