然而實(shí)際運(yùn)行中，UF膜存在污染程度高、膜通量下降快等問題，嚴(yán)重影響運(yùn)行效率，這是制約UF膜應(yīng)用和推廣的主要因素。
常規(guī)的UF膜分離原理是物理篩分，允許比其孔徑小的組分透過，但截留比其孔徑大或孔徑相近的組分，其具備如下缺點(diǎn)：
常規(guī)UF無法分離顆粒尺寸大小與其孔徑相近的組分；
UF膜的大通量和高截留率本質(zhì)矛盾。
由于上述缺點(diǎn)，常規(guī)UF膜在飲用水深度處理中易污染，目前UF膜系統(tǒng)在水廠應(yīng)用的主要障礙是隨運(yùn)行時(shí)間的增長膜污染逐漸加劇，導(dǎo)致膜系統(tǒng)通量急劇衰減，繼而引起產(chǎn)水量降低、膜壽命縮短、系統(tǒng)運(yùn)行成本顯著增加。UF膜污染是指過濾料液中的顆粒物、溶解性有機(jī)物&膠體、無機(jī)物（如鐵，錳和二氧化硅等）和微生物有機(jī)體等與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的各種粒子在膜表面或者膜孔內(nèi)吸附、堵塞，使膜通量與分離特性產(chǎn)生不可逆變化的現(xiàn)象，其中溶解性有機(jī)物（NOM）是引起UF膜污染的主要原因。
為解決上述問題，荷電超濾膜引起了學(xué)術(shù)研究者和工業(yè)應(yīng)用者的興趣。荷電超濾膜是一種新型超濾膜，其表面帶有固定電荷，根據(jù)其表面電荷的種類，可將荷電超濾膜分為荷正電和荷負(fù)電超濾膜。由于引起UF膜污染的物質(zhì)以荷負(fù)電NOM居多，因而荷負(fù)電功能超濾膜較荷正電超濾膜的研究與應(yīng)用更為普遍。荷負(fù)電改性后的UF膜的整體性能取決于負(fù)電荷基團(tuán)的密度，配體的化學(xué)性質(zhì)和共價(jià)鍵，以及連接到膜表面荷負(fù)電配體的間隔臂的性質(zhì)。
溶解性有機(jī)物（DOM）
·NOM在地表水和污水中普遍存在，在低壓飲用水UF膜處理中，NOM已被確定為飲用水應(yīng)用中高分子聚合物膜污垢的主要來源;
·NOM是動(dòng)物和植物材料在環(huán)境中的分解而形成的復(fù)雜非均相混合物。；
·大多數(shù)NOM由一系列荷負(fù)電化合物組成，從小分子疏水性酸、蛋白質(zhì)和氨基酸到較大分子量的腐殖酸和富里酸。
荷負(fù)電功能超濾膜
·荷負(fù)電功能超濾膜由于引入了荷負(fù)電基團(tuán)，UF膜的親水性增強(qiáng)，水通量增加；
·由于功能超濾膜表面的荷負(fù)電基團(tuán)和溶液間NOM等的靜電作用，因而荷負(fù)電UF膜運(yùn)行過程中溶液滲透壓降低，因此適于低壓操作；
·荷負(fù)電UF膜還具有耐壓實(shí)、耐酸堿及抗微生物、細(xì)菌等優(yōu)點(diǎn)。荷負(fù)電UF膜在水通量、抗污染以及選擇透過性方面具有中性UF膜所不具備的優(yōu)勢和獨(dú)特用途。
通過分子設(shè)計(jì)，采用雙荷負(fù)電（兩親）嵌段共聚物自組裝形成的豐富而有序的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)常規(guī)UF膜進(jìn)行協(xié)同自組裝荷負(fù)電改性，最終制得高度有序的不對(duì)稱均孔荷負(fù)電功能超濾膜。
將制得的荷負(fù)電功能超濾工業(yè)膜組件用于青草沙原水的中試深度處理（2.5m³/h），結(jié)果顯示荷負(fù)電功能超濾膜具有特殊分離性能，其中試運(yùn)行對(duì)低溫砂濾池進(jìn)水（青草沙原水）的氟化物、濁度、CODMn均有一定的去除效果，且膜出水的pH、UV254、硬度較膜進(jìn)水均下降，原因在于荷負(fù)電超濾膜表面的荷負(fù)電基團(tuán)與進(jìn)水中的陰離子、荷負(fù)電物質(zhì)之間的靜電效應(yīng)，使得荷負(fù)電超濾膜對(duì)進(jìn)水的濁度、CODMn及UV254有一定的去除效果，且膜出水的pH、硬度下降，氟化物含量降低。
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