膜技术在饮用水处理中广泛应用,随着技术进步与工程运行经验积累,工艺日趋稳定,但由于化学清洗造成的膜老化问题会影响膜的使用寿命、决定运行费用。因而,有必要对化学清洗膜老化过程进一步地解析。膜清洗是大多数膜系统运行中的一项重要组成部分,人们迫切需要了解关于膜清洗的更多信息。关于膜清洗的早期研究主要针对于膜污染及其控制技术。膜清洗及膜清洗带来的膜老化问题仍需要展开系统性的研究。本研究考察了化学清洗对不同材质超滤膜性能的影响。首先利用现代表征技术考察次氯酸钠化学清洗对六种不同膜材料在不同老化条件下物化特性的影响。结果表明聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)和聚偏氟乙烯(PVDF)膜纯水通量均有增加、其截留能力变差,pH8的次氯酸钠溶液氧化能力最强,影响更显著。亲水性添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对次氯酸钠敏感,容易受到攻击降解并从膜体中释放。由红外光谱可知PES膜的亚磺酸基被氧化生成磺酸基。PSF中的异亚丙基参与了反应,PVDF膜则发生了明显的脱氟化氢效应。固体三维荧光可用于表征膜老化,膜材料特征荧光峰位置峰强度均出现下降。老化膜膜体完整性遭到破坏,膜面出现凹坑或裂隙,机械性能降低。其次,选取聚偏氟乙烯膜为研究对象,通过考察老化膜对三种模型污染物(腐殖酸、海藻酸钠、牛血清蛋白)及两种实际水体(松花江江水、污水厂二级出水)的污染行为分析,明确老化膜污染行为特点。腐殖酸的膜污染控制,不可逆污染随着化学清洗强度的增加逐渐减小,可逆污染则是逐渐增加,膜的总污染阻力显著降低。PVDF膜对海藻酸钠引起的膜污染以可逆污染为主,可逆污染、不可逆污染及总污染均随膜老化逐渐减小。牛血清蛋白引起的污染中变化发生在前期,膜污染明显减小。松花江江水引起的膜污染以可逆污染为主,随着膜老化不可逆、可逆及总污染的阻力值逐渐减少。污水厂二级出水(EfOM)引起的膜污染以可逆污染为主。随着膜老化过程的演进,可逆及总污染的阻力逐渐增加。最后,本研究以PVDF超滤膜为基膜,利用聚乙烯醇(PVA)与戊二醛在二甲基乙酰胺溶液中的缩醛化反应,对PVDF膜进行改性。利用现代表征技术对改性膜进行表征发现改性后的超滤膜更亲水,但纯水通量下降,改性在膜表面形成了新的覆盖层。然后将改性膜进行加速老化,讨论不同的老化条件对改性膜老化性能的影响。结果表明随着老化强度的增加老化后的改性膜亲水性变差,纯水通量减小,三种特征污染物的截留率逐渐减小,且在老化过程中出现膜孔增大或孔隙率增大的现象。比较PVA改性膜在不同次氯酸钠浸泡强度下的膜通量下降曲线及膜污染阻力分布。结果表明腐殖酸、牛血清蛋白、海藻酸钠对改性膜引起的膜污染明显低于PVDF膜。随着膜老化过程的演进,改性膜老化后的抗污染性能得到提升,明显小于原膜老化后的膜污染。