膜生物反应器是一种高效处理废水的工艺,在近几年发展迅速,拥有许多传统工艺没有的优点,例如容积负荷高、出水水质好、占地面积小、自动化控制较容易、剩余污泥少。但是由于膜造价较高、能耗较高和膜污染的问题,导致其在实际应用中存在问题。膜寿命短、运行成本高的膜污染问题一直被认为是阻碍膜技术用于水处理的普遍应用的主要缺点。为了解决膜污染的问题,己经进行了广泛的努力来生产具有优异性能的膜,包括优化膜孔或表面结构,修改污染物性质和控制膜制备条件。本研究首次报道了一种简单的方法,采用层层自组装的技术,制备植酸改性膜,通过抗污染性能的测试,得到防污性能最好的改性膜,同时利用XDLVO理论(Extended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek)界面热力学理论分析为优化 LBL 组装技术和定量调整膜的防污能力提供潜在的解决方案。主要研究结果如下:(1)通过层层自组装(LBL)的方法,采用硝酸锌和植酸作为聚电解质溶液,交替沉积Zn2+和植酸(PA),对聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行改性,在过滤实验中,5层的改性膜表现出88.335%的通量恢复率,高于PVDF膜和其他层数改性膜,膜的抗污染性提高;由于膜的最外层为植酸,含有的磷酸根基团会使膜表面接触角变小,由PVDF膜的72.87°降低至14.65°。同时会使膜的负电性增加,由-7.5mV变为-15.48 mV。因此改性膜和带有负电荷的有机污染物之间的静电排斥作用力增强,膜表面亲水性和负电性的协同作用对提高膜的抗污染性有一定的提高。膜的表面形貌表征显示5层改性后的膜表面可以观察到明显的颗粒凸起,并且分布均匀,这可以说明聚电解质成功的组装在PVDF膜表面上。(2)通过交替的Fe3+和植酸(PA)逐层(LBL)组装,在聚偏氟乙烯(PVDF)膜上制备超亲水和低污染的多层涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)观察和元素验证成功的修饰分析。发现在本研究条件下,具有五层双层改性的PA/Fe@PVDF-OH膜具有最佳的防污性能。与原有的PVDF-OH膜相比,涂层膜表面具有超亲水性(水接触角为11.34°)和改善的负电荷。(3)热力学分析表明,由改性表面热力学性质和形态两者引起的相互作用能的变化是改善涂膜的防污性能的原因。简便的涂层策略以及本研究中评估相互作用能的方法为优化LBL组装技术和定量调整膜的防污能力提供了潜在的解决方案。