膜分离系统凭借优异的分离性能及良好的耐污染性,在水处理领域具有独特的优势。本研究利用哌嗪和均苯三甲酰氯为单体,制备双聚酰胺功能层纳滤膜材料,将其与碟管式膜组件相结合,装配成整套水处理系统,对碟管式纳滤技术的性能及应用进行研究。探究运行压力、温度及连接方式对碟管式纳滤膜性能的影响,随运行压力提高,纳滤系统的回收率及通量首先升高,而截留率与之相反,当压力升至一定后,各项性能逐渐趋于稳定。并联连接相比于串联可减少运行负荷,提升进水量及产水水质。进水温度与纳滤膜回收率及通量成正相关关系,与截留率成负相关,且对通量的影响较大。浓水流量较低会加剧膜污染的生成。通过研究表明,在本研究的水质条件及装置条件下,碟管式纳滤膜最佳运行条件为:并联方式连接、1MPa运行压力、25～35℃进水温度、膜组件浓水流量不低于300L·h-1。借助饮用水处理中试试验研究,对碟管式与卷式纳滤膜两种膜组件的分离性能、产水水质、耐污染性能及运行成本进行对比。结果表明,碟管式纳滤膜的优势在于,回收率、产水通量、离子选择透过性、污染物截留效果以及耐污染性能均优于卷式纳滤膜,但不足之处为运行压力较高。本研究综合吨水能耗、清洗维护成本及运行寿命三方面进行分析,碟管式纳滤膜吨水比较成本为1.301元,卷式纳滤膜吨水比较成本为1.877元,前者具有良好的经济性。通过膜污染特性研究发现,分析原水成分,可有效预测膜污染类型及污染物组成。运用扫描电镜、X射线能谱、红外光谱及三维荧光光谱发现,从组件顶部至底部膜污染逐渐加剧,污染物主要以有机污染为主,并伴随晶体状的无机污垢及一定程度的微生物污染。污染物形成原因为,难溶盐随浓度增加在膜表面析出形成无机结垢,大量有机物在膜表面吸附形成有机污泥层,而水中微生物或细菌等在膜表面滋生造成生物污染。形成顺序为,有机污染率先在膜表面形成,随后形成无机污垢,并会发生相互作用,导致膜通量下降、产水水质变差。同时,通过膜污染研究分析组件的流通方式,碟管式膜组件相比于卷式膜组件具有流道宽、流程短、开放性流道的特点,膜表面湍流效果更强,因此耐污染性能好,对进料液要求低,可减少预处理工艺,增加使用寿命。