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21世纪,水资源的保护已经成为一个重大难题,随着工业的进一步发展,水资源污染日趋严重,膜分离技术在水处理中的应用已被证明卓有成效。聚偏氟乙烯(PVDF)作为一类性能优良的膜材料,如良好的电性能、耐热性、良好的机械性能、耐辐射性和化学稳定性等,已成为目前应用最为广泛的含氟类高分子聚合物膜材料之一。但由于纯PVDF膜具有明显的疏水性,限制了其在水处理中的应用,因此探寻膜污染机理和PVDF膜疏水性改性成为水处理工作者研究的焦点之一。本文通过对疏水性的PVDF平板膜进行表面化学改性,研究改性后膜的亲水性能和抗污染性能。首先,采用氢氧化钾(KOH)/甲醇(CH3OH)、氢氧化钾(KOH)/高锰酸钾(KMnO4)以及氢氧化钾(KOH)/高锰酸钾(KMnO4)/四丁基溴化铵(TBAB)三种混合液对膜进行表面改性,通过改性PVDF膜的水通量和接触角的分析,确定了最佳碱液浓度、处理时间和温度。KOH/CH3OH混合液的最佳条件是KOH的浓度为5wt%,反应时间为60min,反应温度为60℃;KOH/KMnO4和KOH/KMn04/TBAB最佳条件均为KOH的浓度为30wt%,反应时间为30min,反应温度为60℃。然后,对以上混合液最佳改性条件下处理过的三种PVDF膜进行性能分析和比较,通过傅里叶红外光谱图可以看出改性后的膜表面成功引入了羰基、羟基等亲水性的极性基团,同时发现改性后的膜接触角、水通量、吸水率、膜污染指数(MFI)和牛血清蛋白(BSA)吸附量等性能均有明显改善。改性后PVDF膜的接触角明显减小,由原膜的110°分别降到75°、66°、62°。水通量得到了大幅度提高,由原膜的33L/(m2·h)分别升到了 95L/(m2·h)、100L/(m2·h)、110L/(m2.h)。吸水率是原膜的4～10倍。MFI值由原膜的13.6降为0.9067、0.8813和0.8709。对BSA的吸附量有了大幅度下降,由原膜的78.3 μ g/cm2分别下降到38.2μ g/crm2、30.5μg/cm2、27.6 μ g/cm2。最后,利用PVDF原膜和改性后的三种膜对校园生活污水进行了处理,并对其处理性能进行了比较。结果显示,膜改性前后对污水的浊度、SS和COD的去除效果相差不大,分别为89%～91%、93%～95%、73%～76%。改性前后的通量J与时间t0.5均呈良好的线性关系,线性拟合斜率分别为-2.8071、-4.0205、-4.1855、-4.4355,改性后的三种膜的直线斜率明显要小于PVDF原膜,说明未改性的PVDF膜更容易被污染,改性使膜污染的速率减小。采用清水对被污染的膜进行清洗,发现改性前后膜的水通量恢复率分别为48%、69%、74%、80%,膜阻力增大系数分别为1.0625、0.4394、0.3514、0.25。改性后膜阻力增大系数明显小于改性前,说明膜的抗污染能力得到了较好的改善。