膜处理技术是水处理的关键技术，也被广泛应用于医药工业、食品工业、环境工程等中溶质的分离和增浓，常应用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，且应用领域不断扩大。超滤膜分离技术也被认为是21世纪最具产业发展前景的高新技术之一。国内超滤膜技术主要应用于工业领域废水回用，作为反渗透预处理。

1、超滤膜工艺概述

1.1 超滤膜工艺原理

超滤膜工艺是以超滤膜作为过滤介质，在膜的两侧施加压力，当污水流经膜的表面时，污水中的悬浮物、胶体、蛋白质等被膜截留，水、无机盐以及小分子物质透过膜，实现了污水溶液净化、分离效果。

1.2 超滤膜中试内容

选择膜丝材料，以及运行方式。其中，（1）膜丝材料的选择是根据中试内容为同一条件下不同厂家膜材料出水通量及出水水质，以选择符合企业或水厂水质的膜。（2）选择运行方式。超滤膜中试采用内压式、外压式试验，以观察膜通量及出水的水质。

1.3 超滤膜工艺特点

目前，超滤膜工艺中水回用中试主要有浸没式超滤和压力式超滤。

（1）浸没式超滤工艺，主要采用韧性和强度较强，具有较好抗氧化、耐酸碱性能的聚偏氟乙烯中空纤维组件。浸没式超滤工艺原水适应性强，能够有效去除细菌、病毒以及污水中的悬浮颗粒物等。

（2）压力式超滤工艺自动化程度高，操作简便，占地小等。总之，浸没式超滤与压力式超滤相比，具有较强的耐冲击负荷，适应于污染严重的水质预处理，以及处理规模较大的工程。而压力式超滤工艺单位时间内生产水量要多于浸没式。

2、实验条件

2.1 中试装置

超滤膜污水回用中试的装置包括泵、UF膜组件、化学药剂泵、反洗水箱，反洗泵等等。中试装置为全自动控制。进水为污水处理厂处理后的二级出水，与再生水厂的进水水质一致。

2.2 中试组件及参数

UF膜组件采用聚偏氟乙烯材料，选择的是外压中空纤维膜，聚氯乙烯材料制成的外壳。将UF膜亲水处理，提升UF膜的抗氧化性，抑制膜组件中的微生物繁殖，有效去除污水回用中试中的细菌、病菌、细颗粒物以及胶体等等（见图1）。

3、实验效果分析

3.1 浊度处理效果

污水处理中的主要指标之一便是浊度的处理效果，它能够反映超滤膜工艺对反应水中的胶体、颗粒物的处理效果。通过实验发现，无论是浸没式还是压力式超滤膜处理，浊度指标的处理均优于传统膜处理工艺，且超滤膜处理污水中试中的浊度不会随着原水浊度变化而发生变化。

3.2 氨氮去除效果

氨氮是污水处理中的一个技术难点，从实验结果来看，采用超滤膜工艺处理污水，既能够有效截留原水悬浮固体物，对氨氮的处理效果也较传统工艺具有一定优势。随着流通量的增加，聚偏氟乙烯对亚硝酸盐氮去除效果逐渐变差，但可以通过投加一定量的次氯酸钠，能够有效满足超滤出水的余氯要求，使中水中试实验达标。

3.3 锰去除效果

通过超滤膜工艺处理后，中水中的出水高锰酸钾去除率平均为5%，可见，超滤膜工艺对于高锰酸钾的去除效果一般，但基本都能够满足水质标准要求。

3.4 细菌去除效果

从中试出水大肠杆菌指标检测来看，未有检测出大肠杆菌，符合水质标准要求，超滤膜工艺的应用中，氯的投加量明显小于传统工艺所需的氯的投加量。因此，超滤膜工艺的运行费用较低，且副产物少于传统工艺。超滤膜工艺具有明显优势。

4、结论

4.1 系统通量

产水通量的选择会直接影响到产水量的大小，膜通量越大，透膜压力（TMP）越大，所需进水压力就越高。膜通量设计应结合进水潜在的污染程度而定，产水通量的持续增加，会导致膜面的污染物含量也会增加，产水通量高的系统污染速率和清洗频率就相应的增加，鉴于液体粘度随着温度的变化而相应的产生变化。因此，膜通量的设计应参考进水潜在污染程度。

4.2 系统清洗

采用的全自动化超滤膜技术，实验中间隔30分钟系统会自动清洗一次，反洗时间为2分钟/次，反洗同时进行气擦洗，气洗时间为40s/次。物理清洗能有效恢复膜通量，但随着时间延长，恢复效果变差。

5、结语

随着生物工程、食品工业以及医药工业和环境保护的应用要求，超滤膜技术的发展朝着以下方向发展：

（1）耐高温的合成聚合物膜和无机超滤膜的开发和研制，在生物工程及医药工业来水处理中极为重要。

（2）耐污染超滤膜的研制是重点，提高有效成分的回收率。