然而實際運行中，UF膜存在污染程度高、膜通量下降快等問題，嚴重影響運行效率，這是制約UF膜應用和推廣的主要因素。
常規的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：
常規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矛盾。
由于上述缺點，常規UF膜在飲用水深度處理中易污染，目前UF膜系統在水廠應用的主要障礙是隨運行時間的增長膜污染逐漸加劇，導致膜系統通量急劇衰減，繼而引起產水量降低、膜壽命縮短、系統運行成本顯著增加。UF膜污染是指過濾料液中的顆粒物、溶解性有機物&膠體、無機物（如鐵，錳和二氧化硅等）和微生物有機體等與膜存在物理化學相互作用或機械作用而引起的各種粒子在膜表面或者膜孔內吸附、堵塞，使膜通量與分離特性產生不可逆變化的現象，其中溶解性有機物（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術研究者和工業應用者的興趣。荷電超濾膜是一種新型超濾膜，其表面帶有固定電荷，根據其表面電荷的種類，可將荷電超濾膜分為荷正電和荷負電超濾膜。由于引起UF膜污染的物質以荷負電NOM居多，因而荷負電功能超濾膜較荷正電超濾膜的研究與應用更為普遍。荷負電改性后的UF膜的整體性能取決于負電荷基團的密度，配體的化學性質和共價鍵，以及連接到膜表面荷負電配體的間隔臂的性質。
溶解性有機物（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用中高分子聚合物膜污垢的主要來源;
·NOM是動物和植物材料在環境中的分解而形成的復雜非均相混合物。；
·大多數NOM由一系列荷負電化合物組成，從小分子疏水性酸、蛋白質和氨基酸到較大分子量的腐殖酸和富里酸。
荷負電功能超濾膜
·荷負電功能超濾膜由于引入了荷負電基團，UF膜的親水性增強，水通量增加；
·由于功能超濾膜表面的荷負電基團和溶液間NOM等的靜電作用，因而荷負電UF膜運行過程中溶液滲透壓降低，因此適于低壓操作；
·荷負電UF膜還具有耐壓實、耐酸堿及抗微生物、細菌等優點。荷負電UF膜在水通量、抗污染以及選擇透過性方面具有中性UF膜所不具備的優勢和獨特用途。
通過分子設計，采用雙荷負電（兩親）嵌段共聚物自組裝形成的豐富而有序的拓撲結構，對常規UF膜進行協同自組裝荷負電改性，最終制得高度有序的不對稱均孔荷負電功能超濾膜。
將制得的荷負電功能超濾工業膜組件用于青草沙原水的中試深度處理（2.5m³/h），結果顯示荷負電功能超濾膜具有特殊分離性能，其中試運行對低溫砂濾池進水（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、硬度較膜進水均下降，原因在于荷負電超濾膜表面的荷負電基團與進水中的陰離子、荷負電物質之間的靜電效應，使得荷負電超濾膜對進水的濁度、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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