國家863 科技專項“膜法水深度處理集成技術(shù)”課題簡介

(本專題供稿:寧波水藝膜科技發(fā)展有限公司 黃建元)

2011 年，以沁園集團(tuán)股份有限公司膜科技事業(yè)部(現(xiàn)寧波水藝膜科技發(fā)展有限公司)為主要課題研究承擔(dān)單位，浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、東華大學(xué)、中科院材料所、寧波理工學(xué)院等五家科研院校作為參與單位，共同研究的“膜法水深度處理集成技術(shù)”被列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863 計劃，2012AA03A605)，項目研究內(nèi)容分解如圖1 所示。研發(fā)人員經(jīng)過數(shù)年的努力，基本解決以下四大關(guān)鍵技術(shù):

圖1 “膜法水深度處理集成技術(shù)”課題任務(wù)分解Fig.1 Task Decomposition Diagram of Membrane for Advanced Water Treatment

(1)從原料預(yù)處理、制備膜絲、特殊后處理三個方面出發(fā)進(jìn)行全面改性，使得膜表面的親水性得到了永久保存。親水化處理后的產(chǎn)品經(jīng)過特殊處理成為干態(tài)膜片，避免了潮濕環(huán)境導(dǎo)致的細(xì)菌滋生、產(chǎn)品變質(zhì)等現(xiàn)象，給產(chǎn)品的運輸、保存與安裝帶來了方便。

(2)PVDF 簾式超濾膜的孔徑控制在0.05 μm以內(nèi)，在壓力的作用下，原液在膜內(nèi)或膜外流動，其中的溶劑或小分子可以透過膜，經(jīng)收集而成為超濾液，而其中的各類懸浮固體顆粒、膠體、微生物、細(xì)菌等雜質(zhì)被截留在膜外。膜對水中懸浮物截留率高，產(chǎn)水濁度小于0. 1 NTU，可以實現(xiàn)對細(xì)菌的完美截留。

(3)不僅對分離層均勻的孔徑結(jié)構(gòu)進(jìn)行精密控制，還保證了支撐層的海綿狀遞增孔徑結(jié)構(gòu)，結(jié)合膜的永久親水改性降低了水的透過阻力，使得膜絲的純水通量在25 ℃條件下達(dá)到2 000 ±50 L/m2·h·bar。膜組件還具有足夠的機(jī)械支撐，保證流道通暢，沒有流動死角和靜水區(qū)，并達(dá)到剝離強(qiáng)度＞0.7 MPa，泡壓＞0.1 MPa 的技術(shù)參數(shù)水準(zhǔn)。

(4)研發(fā)了適合高強(qiáng)度復(fù)合膜的獨特封膠技術(shù)，膠層與膜絲緊密連接，成品渾然一體，無斷絲、打結(jié)等瑕疵。對容易斷裂的中空膜根部與澆鑄層結(jié)合部位采用了根部保護(hù)技術(shù)，實現(xiàn)了根部與環(huán)氧樹脂澆鑄層的柔性連接。膠水采用優(yōu)質(zhì)材質(zhì)，避免膠水溢出物進(jìn)入水中導(dǎo)致水質(zhì)變差。

產(chǎn)品的主要性能與國內(nèi)外主流產(chǎn)品對比如表1所示。

表1 寧波水藝增強(qiáng)型PVDF 中空纖維膜與國內(nèi)外同類型產(chǎn)品的對比Tab.1 Comparision of Reinforced PVDF Hollow-Filber Membrane between Ninbo Shuiyi and Other Products at Home