膜生物反应器(MBR)具有分离效率高、出水水质好、污泥浓度高、生化能力强等优势,是一种高效废水处理新技术。然而,目前MBR用超滤膜耐污染性较差,降低了膜分离性能,减少膜的使用寿命,增加了运行成本。本文针对膜生物反应器用超滤膜耐污染性差、膜强度不高等问题,分别选用有机添加剂、无机添加剂、有机/无机复合添加剂配制超滤膜铸膜液,通过改变铸膜液中添加剂的种类和含量改变超滤膜的耐污染性和机械强度,制备高强度、耐污染的超滤膜。本文选用聚砜(PSF)为膜材料,N,N-二甲基甲酰胺(DMAc)为有机溶剂,吐温80为表面活性剂,系统地研究了聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、氯化锂(LiCl)、聚乙烯吡咯烷酮/氯化锂等添加剂对聚砜超滤膜的结构与性能的影响,探讨了铸膜液中添加剂的种类和含量、聚砜含量、表面活性剂含量、搅拌温度和凝固浴温度等因素与超滤膜的耐污染性和机械强度的关系,研究、确定了适宜的高强度、耐污染聚砜超滤膜制备工艺,采用浸没沉淀相转化法制备了高强度、耐污染的聚砜中空纤维超滤膜。论文中采用实验室自制的膜性能评价装置、接触角测量仪对超滤膜的纯水通量、截留率和耐污染性进行了检测,用扫描电镜表征了膜的表面形态和断面结构。(1)系统研究了以聚乙二醇为添加剂制备聚砜超滤膜的各种影响因素,确定了其制备工艺参数:粘度0.58聚砜含量为14wt%,搅拌温度为80℃,聚乙二醇(PEG)400含量为15 wt%,吐温80含量为1 wt%,凝固浴温度为35℃。制备的超滤膜纯水通量为402.18 L/m2·h,截留率为91.76%,膜阻力增大系数为1.94,接触角为84.6°,分离性能和耐污染性能均优于不加添加剂的聚砜超滤膜。(2)系统研究了以聚乙烯吡咯烷酮为添加剂制备聚砜超滤膜的各种影响因素,确定了其制备工艺参数:粘度0.58聚砜含量为13 wt%,搅拌温度为70℃,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)K30含量为6 wt%,凝固浴温度为30℃。制备的超滤膜纯水通量为902.07L/m2·h,截留率为91.18%,膜阻力增大系数为1.35,接触角为70.5°,分离性能和耐污染性能远优于不加添加剂的聚砜超滤膜。(3)系统研究了以氯化锂为添加剂制备聚砜超滤膜的各种影响因素,确定了其制备工艺参数:粘度0.58聚砜含量14 wt%,氯化锂含量为2.5 wt%,搅拌温度为80℃,凝固浴温度为30℃。制备的超滤膜纯水通量为480.09 L/m2·h,截留率为91.79%,膜阻力增大系数为2.16,接触角为83.4°,分离性能和耐污染性能均优于不加添加剂的聚砜超滤膜。(4)在聚乙烯吡咯烷酮和氯化锂的研究基础上,系统研究了以聚乙烯吡咯烷酮和氯化锂为添加剂制备聚砜超滤膜的各种影响因素,确定了其制备工艺参数:聚乙烯吡咯烷酮和氯化锂比例含量为9:1,聚乙烯吡咯烷酮和氯化锂复合添加剂总含量为6 wt%。制备的聚砜超滤膜纯水通量为1158.44 L/m2·h,截留率为86.22%,膜阻力增大系数为1.65,接触角为80.5°,耐污染性能虽然较以聚乙烯吡咯烷酮为添加剂的聚砜超滤膜稍差,但优于以聚乙二醇为添加剂的聚砜超滤膜、以氯化锂为添加剂的聚砜超滤膜和不加添加剂的聚砜超滤膜。(5)在前期研究基础上,研究、确定了以聚乙烯吡咯烷酮和氯化锂为复合添加剂的中空纤维超滤膜的制备工艺,并制备了高强度、耐污染的外压式聚砜中空纤维超滤膜,制备的外压式聚砜超滤膜纯水通量为305.47 L/m2·h,截留率为91.62%,断裂强力为873cN,断裂拉伸率为197%,膜阻力增大系数为1.86,接触角为81.4°,分离性能、机械性能和耐污染性能均优于无添加剂中空纤维聚砜超滤膜和商业化的内压式聚砜中空纤维超滤膜。