世界上大多數(shù)的水體污染嚴(yán)重，加劇了水資源緊缺的矛盾。傳統(tǒng)的自來水處理方法，已不能保證提供品質(zhì)優(yōu)良的飲用水，而且在市政供水中還存在著兩次污染的問題，如高層的水箱供水，漫長的自來水輸送管線，都會(huì)造成潛在的鐵銹，水垢及微生物等污染問題，因此，各種品牌的凈水器應(yīng)運(yùn)而生。 好的家用凈水器應(yīng)該是能為我們提供符合安全、健康標(biāo)準(zhǔn)的水：第一，沒有污染的水——無毒、無害、無異味；第二，沒有退化的水——含有微量溶解氧、具有生命活力的水；第三，符合人體生理需要的水——含有一定有益礦物質(zhì)等。 一、超濾膜是凈水器的最佳選擇 1、超濾膜的優(yōu)勢(shì)： 在我國，由于水源污染以及二次污染相當(dāng)嚴(yán)重，用普通的過濾介質(zhì)難以實(shí)現(xiàn)生活飲用水深度凈化效果。超濾膜凈化技術(shù)采用高精度純物理的過濾原理，過濾精度為0.1～0.001微米，不添加任何化學(xué)物質(zhì)，依靠超濾膜表面密布的微孔進(jìn)行篩分，從而截留有害物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)過濾凈化、純化的效果。截留水中的鐵銹、微粒、細(xì)菌、膠體及部分有機(jī)物等，保持產(chǎn)水pH值不變，同時(shí)保留水中人體所需微量礦物質(zhì)和微量溶解氧。如果再和活性炭組合使用，除去水中異味和有機(jī)物，則將是一組完美的結(jié)合產(chǎn)品。同時(shí)，超濾膜過濾只需依靠自來水本身壓力即可實(shí)現(xiàn)，不需要用電、加壓，具有低壓無相變，能耗低，廢水排放少的特點(diǎn)，安全節(jié)能。另外，超濾膜過濾由于不需要用電加壓，設(shè)備安裝簡(jiǎn)單易行，產(chǎn)水通量大，無需儲(chǔ)水桶等配套設(shè)備。最后，超濾膜過濾具備沖洗排污的功能，通過正反沖洗超濾膜膜絲，可將截留的污染物沖洗排出，延長超濾膜絲的使用壽命。超濾膜是家用水處理器的最佳選擇。隨著制膜技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)?；?，使超濾膜性能更加穩(wěn)定，目前是凈化生活飲用水的主流技術(shù)，同時(shí)在飲料、生物、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 2、超濾膜工作原理：超濾膜是由起分離作用的一層極薄表皮層或較厚的起支撐作用的海綿狀或指狀多孔層組成，孔隙大小在0.1～0.001μm的選擇性透過膜。超濾膜過濾技術(shù)是指利用具有選擇透過能力的超濾薄膜做分離介質(zhì)，膜壁密布微孔，原液在一定壓力下通過膜的一側(cè)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過膜壁為透過液，而較大分子溶質(zhì)被膜截留，從而達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。與傳統(tǒng)過濾的不同在于，超濾膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相變化和化學(xué)變化，適應(yīng)性強(qiáng)。 3、超濾膜分類 超濾膜根據(jù)膜材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)膜主要是由高分子材料制成，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。根據(jù)膜形狀的不同，可分為平板膜、管式膜、毛細(xì)管膜、中空纖維膜等。 無機(jī)膜中，陶瓷超濾膜在家用凈水器中應(yīng)用比較多。陶瓷膜壽命長，耐腐蝕，但出水有土味，影響口感。同時(shí)陶瓷膜易堵塞，清洗不易。中空纖維超濾膜由于其填充密度大，有效膜面積大，純水通量高，操作簡(jiǎn)單易清洗等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于家用凈水行業(yè)。目前，市面上家用凈水器用的膜基本上都是中空纖維膜，這證明了中空纖維膜的廣泛應(yīng)用前景，是大家公認(rèn)的好濾材。 4、中空纖維超濾膜 中空纖維超濾膜的工作模式主要有外壓式過濾和內(nèi)壓式過濾。外壓式過濾是指原水從中空膜絲外側(cè)經(jīng)濾膜管壁過濾，形成透過液，從中空膜絲內(nèi)側(cè)流出。見下圖。 圖1內(nèi)壓式過濾是指原水從中空膜絲內(nèi)側(cè)經(jīng)濾膜管壁過濾，形成透過液，從中空膜絲外側(cè)流出。見下圖。 圖2比較中空纖維超濾膜的兩種過濾模式，我們發(fā)現(xiàn)： 1）外壓式過濾形成的污垢層在中空纖維膜絲的外壁上，內(nèi)壓式過濾形成的污垢層在中空纖維膜絲的內(nèi)壁上，在清洗膜絲污垢時(shí)，由于膜絲比較細(xì)，內(nèi)孔小，滯留的污垢不易清洗。家用凈水器通常以死端過濾模式（濃縮液大部分時(shí)間被滯留，易形成污垢）工作，長時(shí)間使用后，內(nèi)壓式膜絲由于膜絲內(nèi)部滯留的污垢過多，通水量下降明顯，嚴(yán)重者造成堵塞。 2）相同內(nèi)外徑的中空纖維膜絲，由于外表面面積比內(nèi)表面面積大很多，所以外壓式（外表面作用）膜絲的有效面積比內(nèi)壓式（內(nèi)表面作用）大很多。同時(shí)在相同的透膜壓力(TMP)條件下處理污染量一定的相同水質(zhì)，由于外壓式過濾的透膜面積大，所以單位面積的污染負(fù)荷小。所以，對(duì)膜通量保持率的影響外壓式過濾比內(nèi)壓式過濾穩(wěn)定。 3）內(nèi)壓式過濾的膜絲在使用過程中，由于水壓的增大，容易造成膜絲爆裂而導(dǎo)致膜組件串水或報(bào)廢。外壓式過濾的膜絲在使用過程，水壓增大，會(huì)造成膜絲壓扁但不會(huì)存在膜絲爆裂現(xiàn)象。 二、聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維超濾膜——超濾膜中的翹楚 中空纖維超濾膜作為一種廣泛使用的家用凈水處理濾材，其主要生產(chǎn)原材料有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（PES）、聚砜（PS）、聚丙烯腈（PAN）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等高分子材料。由于材料的不同，生產(chǎn)的中空纖維膜性質(zhì)各異。PVDF作為一種結(jié)晶型的高聚合物，以耐腐蝕性能優(yōu)良，機(jī)械強(qiáng)度和物理性能良好，衛(wèi)生安全性能符合美國NSF的標(biāo)準(zhǔn)要求，耐輻射等優(yōu)勢(shì)成為首選膜材料。 1、PVDF中空纖維超濾膜衛(wèi)生安全 PVDF作為涉水產(chǎn)品使用材料，經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)美國國家衛(wèi)生基金會(huì)NSF（NationalSanitationFoundation）檢驗(yàn)合格。 2、PVDF中空纖維超濾膜使用壽命長 PVDF作為一種含氟高分子材料，是氟塑料中最強(qiáng)韌的，具有較高的耐熱性，不燃性，具有突出的耐氣候老化性，耐臭氧、耐輻照、耐紫外光，耐腐蝕性能優(yōu)良，室溫下不被酸、堿、強(qiáng)氧化劑、鹵素所以腐蝕。用PVDF材料生產(chǎn)的中空纖維膜同樣具備優(yōu)良的耐腐蝕性能（pH值大于10的強(qiáng)堿除外）。進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，對(duì)清洗藥劑要求不高，便以操作?；瘜W(xué)清洗作為PVDF膜絲通量恢復(fù)的一種主要手段，使PVDF超濾膜濾芯達(dá)到可反復(fù)使用的目的。再加上PVDF良好的耐腐蝕性能，PVDF膜絲使用壽命一般大于5年，其它膜材的膜絲使用壽命一般為1～2年就必須進(jìn)行更換，大部分不能進(jìn)行化學(xué)清洗。所以，目前市場(chǎng)上的大部為超濾膜濾芯因?yàn)閴勖?，基本上做成拋棄式的（或一次性的），這就增加消費(fèi)者的使用成本，也給環(huán)境污染（主要是固體性污染）造成一定的壓力。 3、PVDF中空纖維超濾膜表面性能優(yōu)越 超濾膜在實(shí)際使用過程中，控制膜過程污染一直是行業(yè)研究的主要課題?？刂颇み^程污染的有效方式有：適合的抗污染膜材的選擇、過濾操作的強(qiáng)化、對(duì)原料液的預(yù)處理等。在家用凈水行業(yè)，由于操作要求的限制，太多輔助、復(fù)雜的過濾操作顯然是不現(xiàn)實(shí)的，凈水器的過濾操作要求是簡(jiǎn)單易行。家用凈水器原水是市政自來水，超濾膜過濾根本不需要對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理。所以，超濾膜在使用過程中控制膜污染的最好方式是選用適合的抗污染膜材。PVDF是目前世界公認(rèn)的高抗污染材料，其生產(chǎn)的PVDF超濾膜抗污染性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它材料膜。作為一種含氟的高分子材料，由于其中的氟元素具有較強(qiáng)的負(fù)極性，從而使PVDF膜不易吸附有機(jī)物而具備良好的抗污性能。采用PVDF生產(chǎn)的膜組織結(jié)構(gòu)均勻，孔隙分布均勻，膜表面孔小而內(nèi)部孔大，這種結(jié)構(gòu)也是膜孔不易污堵基本條件之一。 PVDF作為一種有機(jī)高分子材料，和其它高分子材料一樣，具有高疏水性。紡制PVDF中空纖維膜絲時(shí)，一般都會(huì)對(duì)PVDF進(jìn)行親水性改性。改性后生產(chǎn)出來的PVDF膜絲親水性能好，表面開孔率高，分布均勻。所以，以PVDF中空纖維超濾膜為濾膜生產(chǎn)的凈水器，通量比一般膜材料的凈水器高很多。 PVDF中空纖維超濾膜孔隙孔徑小于0.1微米，目前世界上已發(fā)現(xiàn)的最小細(xì)菌直徑在0.2微米以上。因此細(xì)菌以及比細(xì)菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機(jī)物等都能被超濾膜截留下來，從而實(shí)現(xiàn)了凈化過程。同時(shí)保留水中對(duì)人體有益的礦物質(zhì)。PVDF中空纖維超濾膜具有良好的過濾精度，使用在凈水器上，相當(dāng)于在自家安裝一臺(tái)小型礦泉水生產(chǎn)設(shè)備，簡(jiǎn)單方便又健康。 三、PVDF中空纖維超濾膜生產(chǎn)應(yīng)用 目前國際上PVDF中空纖維超濾膜的生產(chǎn)企業(yè)主要有美國GE/Zenon、德國西門子/Memcor、日本ASAHI、荷蘭NORIT等，國內(nèi)比較有名的主要有廣州美能材料科技有限公司、天津膜天、山東招金膜天等。 廣州美能材料科技有限公司作為一家新加坡外資企業(yè)，擁有多位來自英國、美國、澳洲、日本、新加坡等國從事膜研究、制造與應(yīng)用的博士。公司于2005年成立，并于同年研制成功PVDF中空纖維超濾膜，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。廣州美能材料科技有限公司作為聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維超濾膜的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，一直致力于PVDF中空纖維超濾膜在家用凈水器方面的應(yīng)用研究。經(jīng)過國內(nèi)外多位博士的聯(lián)合公關(guān)，美能公司生產(chǎn)的PVDF中空纖維超濾膜被成功使用在家用凈水器上，屬國內(nèi)首創(chuàng)。目前，國際上能成功開發(fā)出應(yīng)用于凈水器的PVDF中空纖維超濾膜的企業(yè)唯有美國GE和廣州美能。 美能公司生產(chǎn)的PVDF中空纖維超濾膜由于衛(wèi)生安全、通量高、抗污染易清洗、耐腐蝕壽命長、過濾精度好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于家用凈水器、化工、石化、輕工、紡織、冶金、食品、醫(yī)藥、電子等行業(yè)。具有無能耗、單級(jí)分離效率高、過程簡(jiǎn)單、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。