水处理多相膜工作原理（水中的清道夫）

随着对城市污水治理与饮用水质量日益受到重视，以及工业废水、海水淡化、医疗用膜、生物能源领域的快速应用，水处理膜材料技术已经成为我国在水资源处理中的重要发展战略，属于国家战略新兴产业发展规划中的“一员”。且PVDF树脂综合性能优异，形成了以膜材料、膜元件、膜组件、膜装置等要素的产业链，被广泛应用于科学研究和工业化生产。

有机聚合物膜主导了现有膜市场，如聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）、聚丙烯腈（PAN）、聚酰胺、聚偏氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯（PTFE）等。PVDF是最常用的膜材料之一，在膜分离领域具有广阔应用前景。

水处理膜通过膜界两侧的压力差或者电力差使得液质分离，由于过滤目标不同，根据不同尺寸和化学性质，把杂质、大分子结构（蛋白质、胶体）、小分子或者离子分离出来，可分为微滤膜、超微膜、反渗透膜、纳滤膜，电渗析膜等。

微滤膜主要应用于污水、废水处理等领域；超滤膜在污水、废水处理及回用和给水净水领域应用广泛；纳滤膜主要应用于纯净水、软化水、无离子水、海水淡化等方面；而反渗透膜可应用在海水淡化等领域。

PVDF属于结晶聚合物，具有高机械强度、良好耐化学性和热稳定性以及优异的耐老化性，且在制备平板、中空纤维或管状膜时显示出良好的加工性能，PVDF膜在微滤（MF）、超滤（UF）水处理过程中的制备得到应用，膜－生物反应器（MBR）就是微滤和超滤的典型应用。

热致相分离（TIPS）可制备超/微滤膜，通常有两种不同的分相机理，液-液相分离，形成双连续网络孔结构，提高水通量，保持强度；固-液相分离，形成球粒堆积孔结构。

连续静电纺丝技术能制备多种不同种类的纳米纤维，丰富了PVDF纳米纤维膜产品应用领域，是前沿研究中广泛应用的技术。①电纺丝丙烯腈（PAN）纳米纤维层与聚偏氟乙烯（PVDF）和氧化锑锡（ATO）复合的新型光热转换纳米纤维膜，PAN层亲水性提供水传输通道，避免盐析现象，实现高效局部传热，提高海水淡化，净水效率。②电纺丝PVDF-SiO2纳米纤维膜具备较高的亲水性和较差的亲油性，对不同流速、初始油浓度、油水体系表现出良好分离性能。在含油废水处理中有广阔应用前景。③电纺丝制备不同浓度rGO浓度的rGO/PVDF膜应用于AGMD盐水处理系统中，表现出较高的渗透水通量和脱盐率，较低的渗透硼或盐浓度。

PVDF膜可以通过非溶剂致相分离（NIPS）、热致相分离（TIPS）、蒸汽致相分离（VIPS）、溶液浇铸、电纺等方法制得。

非溶剂致相分离（NIPS），将聚合物溶于溶剂中形成均相溶液，加入萃取剂，把溶剂萃取出来，形成聚合物为连续相，溶剂为分散相的两相结构，再除去萃取剂后得到具有一定孔结构的聚合物。

未来的发展必定沿着降低成本、提高性能、增加稳定性、延长使用寿命这些方面进行研究。①提高机械强度、抗老化、耐候性提高使用寿命和处理质量；②丰富水处理膜种类，应对不同水质的净化，适应高温、酸碱环境等特殊工况；③亲水性能改性提高抗污染性，吸附物质容易清洗；④合理设计滤孔尺寸，滤孔布置提高有效过滤面积，提高膜通量。