早在1861年Schmidt用牛心包膜截留阿拉伯膠，可作為世界上第一次超濾試驗，到1960年，在Loeb和Sourirajan試驗成功不對稱反滲透醋酸纖維素膜的影響下，1963年Michaels開發(fā)了不同孔徑的不對稱CA超濾膜。基于CA膜物化性質(zhì)的限制，1965年開始，不斷有新品種的高聚物超濾膜問世，并很快商品化，1965-1975年是超濾工藝大發(fā)展的階段，膜材料從初期的不對稱CA膜擴大到現(xiàn)在的聚砜(PSF)、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）以及各種高分子合金膜等，膜組件有板式、卷式和中空纖維等，在不同的生產(chǎn)過程中都已成功的應(yīng)用[1]。目前所用超濾膜較多由高分子材料制成，隨著工業(yè)上超濾技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，以金屬、陶瓷、多孔硅鋁等材料制成的無機膜，在20世紀80年代初期至90年代獲得了重要發(fā)展。如 1980-1985年期間，美國UCC公司開發(fā)的載體為多孔炭、外涂一層陶瓷氧化鋯的無機膜可用作超濾膜管，美國Alcoa/SCT公司開發(fā)的商品名為 Membralox的陶瓷膜管，能承受反沖，可采用錯流（CrossFlow）操作[2]。用無機膜進行超濾，比常規(guī)的分離技術(shù)更加經(jīng)濟有效。目前工業(yè)所用的無機膜幾乎全部是多孔陶瓷膜或以多孔陶瓷為支撐體的復(fù)合膜。隨著粉末技術(shù)的發(fā)展，很多優(yōu)質(zhì)價廉的燒結(jié)金屬微孔管投入市場，它具有易于和金屬構(gòu)件組合、加工等優(yōu)點。近年來，國外還有人燒結(jié)不銹鋼微孔管內(nèi)壁燒結(jié)孔徑為0.1納米的TiO2薄層，構(gòu)成Scepter不銹鋼膜[3]。

　　近30年是超濾技術(shù)迅速發(fā)展的時期，超濾技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于飲用水制備、食品工業(yè)、制藥工業(yè)、工業(yè)廢水處理、金屬加工涂料、生物產(chǎn)品加工、石油加工等。

　　1 工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

　　目前膜法水處理技術(shù)在環(huán)境過程中的應(yīng)用，主要是超濾、反滲透、滲析和電滲析等方法用于處理各工業(yè)廢水。超濾技術(shù)因其操作壓力低、能耗低、通量大、分離效率高，可以回收和回用有用物質(zhì)和水，特別是通量大的特點，使得超濾成為廢水處理工程采用的主要膜分離技術(shù)。

　　1.1電泳漆廢水

　　國外超濾技術(shù)的較大規(guī)模應(yīng)用開始于70年代，當(dāng)時就是主要用于電泳涂漆工業(yè)。廢水中的漆料是使用漆料總量的10%~50%，采用超濾技術(shù)處理電泳漆廢水不僅可以減少漆的損失和回用廢水，而且可以使有害無機鹽透過超濾膜從而提高了電泳漆的比電阻，調(diào)節(jié)和控制、漆液的組成，保證電泳涂漆的正常運行。70 年代初期主要用CA膜管式超濾器處理陽極電泳漆廢水，70年代后期，改用框式、卷式、中空纖維式超濾器處理陰極電泳漆廢水。國內(nèi)一些汽車廠、電泳漆行業(yè)也采用超濾技術(shù)，如長春汽車轎車廠從Aomicon公司引進中空纖維式陰極電泳漆專用超濾器，由30根直徑7.62cm的膜組件并聯(lián)而成，總膜面積約75 cm2，處理能力為1.5 t/h，裝有循環(huán)液定時自動換向系統(tǒng)，以減少膜污染，延長膜清洗周期。北京某汽車廠原排放電泳漆廢水量為200 m3/d，工件帶出漆液量19.13 L/h，經(jīng)用超濾法處理后,保證了電泳槽漆液的電阻率大于500 Ω/cm，維持了電泳漆的固體含量穩(wěn)定，對電泳漆的截留率為97%~98%，排水量降到5 m3/d，節(jié)省了大量補充的去離子水[4]。中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研制出荷正離子的中空纖維膜組件，對比實驗表明結(jié)果良好，與進口膜性能相近，可以用于生產(chǎn)。無錫超濾設(shè)備廠對有關(guān)的超濾膜進行開發(fā)，以共聚丙烯腈為膜材料，二甲基乙酰胺為溶劑，添加適量致孔劑制取的荷正電荷超濾膜透液量大，性能穩(wěn)定，油漆截留率高，抗污染性能好，也已用于生產(chǎn)。我國許多廠家引進國外超濾裝置,所以用性能優(yōu)良的國產(chǎn)荷電超濾膜裝置取代進口裝置成為現(xiàn)在的新目標。

　　1.2化纖、紡織工業(yè)廢水

　　化纖工業(yè)中有多種廢水可用超濾法處理與回收。如回收聚乙烯醇（PVA），國外不少工廠已用于生產(chǎn)。日本某工廠采用8 cm2的管式超濾器將PVA原液由0.1%濃縮到10~15倍，進口壓力為3.92×105 Pa，出口壓力為1.96×105 Pa，進料溫度55~66℃，膜的水通量為100~140 L/ (cm2·h)，對PVA的分離率為98.2%，每天回收PVA 20 kg,運行良好[5]。

　　染料廢水種類繁多，組成復(fù)雜，主要包括含鹽、有機物的有色廢水；氯化及溴化廢水；含有微酸和微堿的有機廢水；含有銅、鉛、鉻、錳、汞等陽離子的有色廢水；含硫的有機物廢水。廢水量大，濃度高，色度高，毒性大，是治理難度最大的工業(yè)廢水之一。上海印染廠最早采用醋酸纖維外壓管式超濾裝置處理還原染料廢水并回收染料獲得成功，中科院環(huán)境化學(xué)所也完成了用聚砜超濾膜管式和中空纖維式裝置處理染料廢水的現(xiàn)場實驗，脫色率為95%~98%，COD去除率 60%~90%，濃縮液含染料15~20 g/L，并被印染廠引用于生產(chǎn)。洗毛廢水是紡織工業(yè)污染最嚴重的廢水之一，洗毛廢水中含有大量的懸浮物、油脂和合成洗滌劑，其中主要污染物是羊毛脂。羊毛脂是日用化工、醫(yī)藥工業(yè)的原料，也是很好的防腐劑和潤滑劑，具有較高的經(jīng)濟價值。傳統(tǒng)回收羊毛脂的方法回收率較低，而采用超濾技術(shù)處理洗毛廢水取得了好的效果。國內(nèi)的許多毛紡廠和洗毛廠采用超濾法處理洗毛廢水工藝，該工藝包括預(yù)處理、超濾濃縮、離心分離和水回用四個系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的離心工藝羊毛脂回收率提高1~2倍。具體操作工藝條件為[7]：料液溫度50 ℃，操作壓力0.12~0.35 MPa，膜表面流速3 m/s，膜平均水通量40 L/(cm2·h)，濃縮倍數(shù)為3~6倍，結(jié)果油脂截留率為98%~99%，COD截留率為90%~98%。

　　1.3 造紙工業(yè)廢水

　　造紙工業(yè)耗水量極大，造紙廢水主要來源于去皮、漿化、洗凈、漂白、抄紙等工序。用超濾技術(shù)處理造紙廢水既可以對廢水中某些有用成分進行濃縮回收，又可將透過水回用。開山屯化纖漿廠是國內(nèi)制漿造紙行業(yè)中第一家引進了具有國際80年代先進水平的大型超濾設(shè)備，并成功地用于亞硫酸鹽制漿廢液的處理，在此基礎(chǔ)上又用自制聚砜膜代替進口膜而取得成功，實驗證明達到了DDS公司生產(chǎn)的FSN61PP超濾膜的水平。工藝為：將廢液預(yù)熱升溫到50~70℃，打開進料閥，廢液經(jīng)過過濾器進入儲罐內(nèi)，超濾始終控制入口壓力0.6 MPa，出口壓力0.3 MPa，膜的工作溫度60~65 ℃，膜工作面積2.25 cm2。結(jié)果成品的木質(zhì)素磺酸濃度大于95%，還原物去除率大于85%，固形物的率大于30%，達到了對廢液中高分子木質(zhì)素磺酸的有效分離、純化以及濃縮的目的。日本于1981年采用NTU-3508超濾組件建成了日處理4000 m3的管式膜裝置，是世界上最大規(guī)模的裝置。我國目前已具備生產(chǎn)此類超濾和反滲透膜組件的能力，并迅速推廣[8]。

　　1.4印鈔廢水

　　我國印鈔業(yè)擦板廢液的處理一直是困擾印鈔行業(yè)的老大難問題。中科院上海原子核研究所與上海印鈔廠、南昌印鈔廠、西安印鈔廠等合作，從1993年開始進行了用板式超濾器處理擦板廢液的工作，并對原有的HPL-Ⅱ（A）型超濾器進行了改進，研制成功適用于處理印鈔擦板廢液的HPL-Ⅱ（B）型板式超濾器。經(jīng)超濾處理后，透過膜的清液不含油墨，堿的含量不變，對COD的去除率為99%以上，對固含量為3%的擦板廢液可濃縮至12%，廢液的回收率為 75%，且比采用中和法處理廢液省力省大量資金。

　　1.5 釀造工業(yè)廢水

　　味精廢液是含大量菌體等有機物、氯化物的粘性液體，COD高達70 000 mg/L，廢液的排放對環(huán)境造成嚴重的污染，同時廢液中還含有一些價值很高的代謝副產(chǎn)物。味精廠用CA、PS、PVC等超濾膜對味精廢液進行處理，其操作條件為：操作壓力0.25MPa，操作溫度25℃，超濾濃縮倍數(shù)5~6倍，處理結(jié)果表明：透過液清澈透明，菌體去除率達98%以上。透過液經(jīng)管道輸入醬油廠用來生產(chǎn)味精醬油；對濃縮液進行超濾可得到含蛋白質(zhì)和脂肪及核酸的價值很高的代謝副產(chǎn)物；超濾谷氨酸發(fā)酵液，透過液清澈透明，用來提取谷氨酸可大大提高純度和提取率[9]。