實(shí)驗(yàn)室廢水處理中MBR膜材料的迭代發(fā)展

　　MBR(Membrane Bio-Reactor)中文名稱是膜生物反應(yīng)器，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，常用于工業(yè)和實(shí)驗(yàn)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(xué)的發(fā)展，MBR膜的原材料也歷經(jīng)變化，下面優(yōu)爾普儀器就對實(shí)驗(yàn)室廢水處理設(shè)備中MBR膜材料的發(fā)展歷程進(jìn)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(yè)中，由于其固有的疏水特性，易被污染，且只有當(dāng)PVC質(zhì)量百分含量較高時，PVC膜才會有較高的強(qiáng)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(chǎn)材料。

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

　　1、機(jī)械強(qiáng)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(yùn)用到工業(yè)污水處理領(lǐng)域;

　　3、使用壽命較短，應(yīng)用于生活污水處理設(shè)計(jì)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(zhì)MBR膜

　　PTFE(Polytetrafluoro ethylene或Teflon)俗稱“塑料王”，是由四氟乙烯經(jīng)聚合而成的高分子化合物，表面手感光滑細(xì)膩，其制品表觀隨結(jié)晶度不同呈半透明或不透明狀態(tài)，結(jié)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(xué)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(jié)構(gòu)，分子間引力微弱，摩擦系數(shù)低，潤滑性能好;耐疲勞性能優(yōu)異，機(jī)械性質(zhì)較軟，不會出現(xiàn)永久疲勞破壞?；瘜W(xué)方面，PTFE對光作用穩(wěn)定，也不受臭氧作用，使用壽命可達(dá)8-10年;限氧指數(shù)在90以下，不易燃;耐強(qiáng)酸堿，耐強(qiáng)化劑的腐蝕。

　　由于PTFE材料的多個理化性質(zhì)都優(yōu)于PVDF，現(xiàn)已逐漸取代PVDF材料在廢水處理領(lǐng)域發(fā)揮作用。接下來我們通過一個表格來詳細(xì)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(shù)，由1至5逐漸增強(qiáng)。

　　PTFE材料應(yīng)用在廢水處理的MBR膜上，除了材料本身的性質(zhì)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(guān)系。此外，現(xiàn)如今PTFE材料的大規(guī)模生產(chǎn)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。