實驗室廢水處理中MBR膜材料的迭代發展

　　MBR(Membrane Bio-Reactor)中文名稱是膜生物反應器，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，常用于工業和實驗室中的廢水處理。

　　制作MBR膜的原材料一般是高分子材料，隨著材料學的發展，MBR膜的原材料也歷經變化，下面優爾普儀器就對實驗室廢水處理設備中MBR膜材料的發展歷程進行簡單介紹。

PVC、PVDF、PTFE材料分子式

MBR膜各類高分子材料

第一代MBR膜材料——PVC(聚氯乙烯)

　　PVC(Poly viny1 Chloride)中文名稱是聚氯乙烯，是塑料裝飾材料的一種，PVC樹脂是有氯乙烯單體聚合而成的熱塑高聚物。

　　PVC薄膜用于水處理行業中，由于其固有的疏水特性，易被污染，且只有當PVC質量百分含量較高時，PVC膜才會有較高的強度，但此時PVC膜的水通量會急劇下降，甚至為零。此外PVC成膜效果不好，在一定程度上限制了其使用范圍，所以PVC材料后被PVDF材料替代。

第二代MBR膜材料——PVDF(聚偏氟乙烯)

　　PVDF(Poly vinylidene fluoride)是偏氟乙烯均聚物或偏氟乙烯與其它少量含氟乙烯基單體的共聚物，它兼具氟樹脂和通用樹脂的特性，有良好耐氧化性、耐候性、耐射線輻射等。PVDF的使用范圍在-40℃-150℃，適用pH范圍在2-10，一度成為MBR膜的主要生產材料。

　　但隨著廢水處理需求量的增加，且對處理后的水質以及MBR膜材料穩定性要求的提高，PVDF材質的MBR膜已逐漸不能滿足使用需求，主要有以下原因：

　　1、機械強度差，PVDF中空膜絲易斷裂;

　　2、耐酸堿但防腐蝕性能較差，無法運用到工業污水處理領域;

　　3、使用壽命較短，應用于生活污水處理設計使用壽命在5年左右。

第三代MBR膜材料——PTFE(聚四氟乙烯)

廢水處理中的PTFE材質MBR膜

　　PTFE(Polytetrafluoro ethylene或Teflon)俗稱“塑料王”，是由四氟乙烯經聚合而成的高分子化合物，表面手感光滑細膩，其制品表觀隨結晶度不同呈半透明或不透明狀態，結晶度越高，透明性越差。

　　對于廢水處理，PTFE材料具有良好的物理特性和化學特性。物理方面，其表面能非常低，是良好的防粘材料;耐溫性良好;具有螺旋結構，分子間引力微弱，摩擦系數低，潤滑性能好;耐疲勞性能優異，機械性質較軟，不會出現永久疲勞破壞。化學方面，PTFE對光作用穩定，也不受臭氧作用，使用壽命可達8-10年;限氧指數在90以下，不易燃;耐強酸堿，耐強化劑的腐蝕。

　　由于PTFE材料的多個理化性質都優于PVDF，現已逐漸取代PVDF材料在廢水處理領域發揮作用。接下來我們通過一個表格來詳細對比一下PVC、PVDF、PTFE三種材料之間的性能。

PVC、PVDF、PTFE材料性能對比

注：1-5代表相對性能指數，由1至5逐漸增強。

　　PTFE材料應用在廢水處理的MBR膜上，除了材料本身的性質良好，還與其薄膜孔徑、孔隙率、親水改性、加工工藝等方面有密切關系。此外，現如今PTFE材料的大規模生產使其使用成本顯著下降，此后將逐漸替代PVDF材料來制作MBR膜。