改性 PVDF 膜与普通 PVDF 膜相比，具有与水接触面较大、水通量大的优点，因其表面亲水基团的作用，其整体结构稳定性有较大提高。 进一步扩大 PVDF 膜在各类工业污水处理中的应用范围， 推动 PVDF 膜的改性处理工作顺利开展，对其在工业污水中应用机理进行研究具有非常重要的意义。

　　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、表面涂覆两种，其中共混改性主要利用亲水性聚合物材料、 无机纳米颗粒等物质，将其添加到铸膜液中， 通过后续相转化， 亲水性物质转移到PVDF 膜表面， 提高 PVDF 膜亲水性能。 如经共混改性的PVDF 管道式超滤膜处理的含油工业污水出水可全面满足低渗区域或者特低渗区域回注水要求。表面涂覆处理主要是将亲水性聚合物涂覆或沉积在PVDF 膜表层，或者将 PVDF 膜浸入含有化学活性的单体溶液中，通过单体间聚合、交联反应，有效提高 PVDF 膜表层亲水性。 经表面涂覆制备的外压式 PVDF 中空纤维微滤膜应用于印染工业污水处理， 可提高污水中 COD 去除率至 71%以上，控制出水 SS 浓度在 1mg/L 以下，可确保水质无其他颜色及异常气味。

　　1.2 化学改性

　　PVDF 膜化学改性主要是在 PVDF 膜表面共价键合亲水性物质，如磺化、电子束辐射、表面化学腐蚀、接枝等，化学改性技术对膜的使用周期、使用范围具有积极的影响。 化学改性 PVDF 膜共价键由亲水物质连接，与涂覆等物理改性技术相比稳定性较高，在运行中可避免亲水性丧失。 如化学改性技术制备的减压式 PVDF 膜在铬离子处理中，膜通量可达到 41kg/h·m2，PVDF 膜截留率可达 92%以上。

　　2 改性 PVDF 膜处理技术应用影响因素

　　本次试验主要利用物理共混技术进行多氨基膦酸及多氨基羧酸官能基团的改性 PVDF 膜，并对其运行中对工业污水铅吸附影响因素进行分析。

　　2.1 试验材料及方法

　　在 PVDF 膜共混改性试验过程中，铸膜液主要成分为二乙烯三胺五乙酸、PVDF 膜、乙二胺四亚甲基膦酸、3-氨丙基三甲氧基硅烷、酞酸丁酯等。在铸膜液配置完成之后，形成分布均匀的液态 PVDF 薄膜，将 PVDF 膜放置在 35℃冷凝液中可得到改性PVDF 膜。

　　1.1 吸附实验分析及结论

　　本次试验目的是分析改性 PVDF 膜在不同工业污水PH、吸附时间对吸附效能的影响。 经试验结果表明，在改性PVDF 膜应用过程中，随着工业污水 PH 在一定范围内上升，改性 PVDF 膜对工业污水中铅的吸附量逐渐增大。

　　当工业污水 PH 上升到某一个较高值时，改性 PVDF 膜对铅的吸附量不再增大，且具有下降趋势。 改性 PVDF 膜应用于工业污水时，整体吸附过程主要分为快速吸收、慢速吸收两个阶段， 快速吸收主要在改性 PVDF 膜吸附初期， 其对工业污水中铅的吸附量以一个较快速度均匀上升，当其吸附量达到一个限值后， 改性 PVDF 膜吸附速度逐渐下降， 并最终趋近于 0，这主要是由于改性 PVDF 膜吸附已达到饱和状态，铅离子之间排斥，制约了改性 PVDF 膜后期吸附效率。

　　2 改性 PVDF 膜处理技术在工业污水处理中的应用

　　2.1 改性 PVDF 膜在含油污水处理中应用

　　在我国工业产业发展过程中， 含油污水年产量在 2.0× 109-3×109t 之间， 常规的污水处理方法并不能有效改善污水水质，而改性 PVDF 膜处理技术对工业含油污水具有理想的处理效果。 依据含油工业污水低渗、特低渗特点，可广泛采用改性 PVDF 管道式超滤膜，改性 PVDF 管道式超滤膜具有截油效率高、操作便捷、过滤精度高、使用周期长的优点。

　　含油污水主要来源于原油脱水环节或者化工、 钢铁、煤气发生站、焦化等企业/车间生产工艺。 常用的含油污水处理方法主要为浮选法、过滤法、重力分离法等。

　　改性 PVDF 膜处理方法是新型的处理工艺，其可根据含油工业污水中油粒子大小， 选择合适的分子量截留的改性PVDF 膜，在保证无相变化的基础上达到油水分离的效果。除改性 PVDF 管道式超滤膜之外， 还可以将纳米 TiO2、或者 AL2O2 与 PVDF 膜结构融合，使用 LICL 作为成孔剂，在这个基础上，利用沉浸凝胶相转化或者相转化法的方法可得到复合式 PVDF 中空纤维膜。 在 TiO2 质量分数为 1.96%时，复合式 PVDF 中空纤维膜油水分离效果最佳。 复合式 PVDF中空纤维膜最佳膜通量为 81.9L/(m2×h)，含油污水处理效率为 98.9%，复合式 PVDF 中空纤维膜应用后含油污水悬浮物含量在 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 膜在印染污水处理中应用

　　印染污水成分较复杂，色度较高，污水颜色脱除难度较大， 特别是随着新型印刷制剂及染料的应用， 印染污水中BOD/COD 进一步下降， 以往印染污水处理技术并不能确保污水出水指标能满足排放标准。

　　利用改性 PVDF 膜处理技术，通过一体化膜生物反应器的应用于印染污水处理。 在一体化膜生物反应器中，采用外压式改性 PVDF 中空纤维微滤膜，膜孔径为 0.40μm、膜壁厚度为 100μm。 在常规状态下，外压式 PVDF 中空纤维微滤膜污水处理量可在 10L/h·m2 以上。

　　图 1 外压式 PVDF 中空纤维微滤膜生产工艺

　　3.3 改性 PVDF 膜在重金属污水处理中应用

　　在工业污水中常含有大量的重金属离子，重金属污水处理常规方法主要有化学沉淀、离子交换、离子吸附等，但当重金属离子浓度偏低时，处理效果不理想，且处理程序较复杂。而 PVDF 膜处理技术可应用于重金属污水处理，在保证处理效果的同时，进一步简化操作步骤，具有良好的能源利用效率及相变控制效能。 在改性 PVDF 膜重金属污水处理过程中， 常用的改性 PVDF 膜为减压式蒸馏 PVDF 膜， 减压式蒸馏 PVDF 改性膜平均孔径为 0.06μm，截留率为 81%，而常规PVDF 膜截留率一般为 55%，故改性 PVDF 膜在重金属污水处理中具有极佳的应用潜力。

　　3.4 改性 PVDF 膜处理技术应用趋势

　　改性 PVDF 膜具有良好的特种分离性能，在工业污水处理中具有极其广阔的应用前景。 改性 PVDF 膜目前处于试验研究阶段， 还未大范围应用于市场中， 因此将改性 PVDF 膜推广到工业应用中， 进一步提高改性 PVDF 膜应用价值，具有极其广阔的前景。

　　通过对 PVDF 膜物理共混亲水改性，促使其抗污染性能得到进一步提升。 共混亲水改性 PVDF 膜生产工艺简单、资源损耗成本低，极易进行工业化生产。 新工艺改性 PVDF 膜共混材料的开发应用，可进一步提高改性 PVDF 膜污水处理性能，印染类工业污水整体处理难度较大，因此，在今后的研发过程中， 科研人员将进一步优化 PVDF 膜生物反应器，如在印染废水的处理，结合传统膜处理技术，利用改性膜技术，可进一步提高印染污水处理效率。

　　随着各学科交叉发展，综合性工艺改性 PVDF 膜技术将得到更加广泛的开发应用， 针对工业污水不同水质特点，将改性 PVDF 膜在工程应用综合性能分析作为主要研究内容，也可以提高改性 PVDF 膜的性能及应用效率。 如通过改性PVDF 膜动力学、 热力学机理的综合分析， 结合 PVDF 膜改性、PVDF 膜清洗技术探究，可有效提高改性 PVDF 膜水处理性能，且解决改性 PVDF 膜结构不稳定问题。

　　4总结

　　综上所述， 改性膜较原本 PVDF 膜而言， 结构稳定性更高、污染物处理性能更强， 为了进一步拓展改性 PVDF 膜处理技术应用空间，可采用物理改性或化学改性技术对 PVDF膜进行亲水改性。 在工业污水处理中，可依据实际污水水质成分， 选择合理的 PVDF 膜改性方法， 在为 PVDF 膜产业化进行提供充足的驱动力的同时， 也可以进一步拓宽改性PVDF 膜在工业污水处理中的应用范围。