1979年I_eung等首先使用了膠團強化超濾(MEUF)來去除廢水中的金屬離子，通過投加表面活性劑使得超濾膜也能去除金屬離子，從而降低了該工藝的費用，同時又具有設備簡單、操作方便、去除率高的特點。
1技術原理
膠團強化超濾技術即將表面活性劑(SAA)投加到水中，當濃度低于臨界膠團濃度(cmc)時，SAA以單體形式分布在溶液中，近似于理想溶液。如果溶液中SAA的濃度超過了cmc，那么SAA分子就會聚集在一起，形成球形膠團。這種膠團通常由5O～150個SAA分子組成，分子質量相當大，其粒徑為0.005～0.Olm。如果投加的是離子型SAA則形成的膠團表面帶高電荷，能通過靜電作用吸附水中的金屬離子，例如陽離子型SAA能吸附水中的陰離子(如CrO一)，陰離子型SAA能吸附水中的陽離子(如重金屬離子)。選用合適孔徑的超濾膜即可截留膠團，而達到去除絕大部分離子的效果。透過液可直接排放或者回用，濃縮液含高濃度SAA和金屬離子，可進一步處理、回收。
1.1表面活性劑
表面活性劑溶液開始大量形成膠團的濃度就是臨界膠團濃度，cmc越小則表面活性劑的使用效率越高。離子表面活性劑的溶解度隨溫度的變化存在明顯的轉折點，即在較低的一段溫度范圍內隨溫度上升非常緩慢，當溫度上升到某一定值時其溶解度隨溫度上升而迅速增大，這個溫度即為克拉夫點(Krafftpoint)。
選擇表面活性劑要考慮以下幾個原則：
①低cmc，能減少表面活性劑的用量以及透過液中表面活性劑的含量；
②分子質量高，能形成大的膠團，便于采用大孔徑超濾膜，同時具有較好的生物降解性；
③低Krafftpoint，有利于在低溫下操作。通常選擇陰離子型表面活性劑去除陽離子。選擇陽離子型表面活性劑去除陰離子，常用的有十二烷基磺酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)、十六烷基氯化吡啶(CPC)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)等。但也有文獻報道采用非離子型SAA去除離子，如ShigendoAkitaa等采用壬基苯基聚乙氧基醚(PONPEs)去除Au(HI)(AuC14)。
將離子型表面活性劑和少量非離子型表面活性劑混合后，對金屬離子仍有較高的去除率，同時混合型表面活性劑的cmc低于純離子型表面活性劑，從而能夠減少表面活性劑的用量，降低透過液中表面活性劑的濃度。MohamedAoudia等用SDS／NPE混合型表面活性劑去除Cr¨，當NPE物質的量分數>0.2時，Cr3+去除率>99.5％。
1.2金屬離子
MEUF主要用于去除重金屬離子以及其他離子[如AuC14、Fe(CN)一等]。MEUF既能去除某一種金屬離子，也能同時去除幾種金屬離子，或者選擇性去除某一種金屬離子，且都有很高的去除效率。
用CTAB去除CrO：一，當CrO：一的濃度為0.1—1mmol、壓力為(1—1.5)×10Pa時，不同濃度CTAB(8、20、60mmolfL)對CrO；一的去除率都在99％以上。Gzara等用SDS去除Pb，選用截留分子質量為10ku的聚砜膜，當操作壓力為(1—3)×10Pa時對Pbn的截留率達99％以上。
用SDS去除單一的二價金屬離子溶液及它們的混合溶液，截留率均在96％以上。用SDS去除溶液中的 (濃度>200mg／L)時，選用不同的超濾膜(MWCO為1000—8000U、膜材料為聚酰胺和聚砜)，除cs外，其他金屬離子都幾乎可以完全去除。
用MEUF處理含Pd(I1)、Pt(IV)、Zn(I1)、Cu(1I)、Fe(HI)和Au(HI)的混合廢水時，發現非離子表面活性劑壬基苯基聚乙氧基醚(PONPEs)能夠選擇性去除Au(1II)(AuC14)，而對其他金屬離子的去除率相當低。
MEUF也能處理金屬離子和有機物的混合物。Chung—ChingTung分別采用10mmolfL的純SDS和SDS／TritonX一100混合型表面活性劑(SDS為70％)同時去除Cu“(2mmol／L)和苯酚(1.1mmolfL)，發現前者對Cu。的去除率達90％，而后者是88％。苯酚的存在對Cu2+的去除沒有影響，這是因為離子和有機物的去除機理不同。在1mmolfL的苯酚存在時cu的去除率還有輕微提高，這可能是因為有機物降低了SDS的cmc。
2影響去除效果的因素
2.1表面活性劑濃度
當溶液中的表面活性劑濃度低于cmc時，在一定的濃度范圍內滲透通量會迅速減少。這是由于濃差極化會在膜表面形成預膠團，其尺寸比膠團小，會堵寒膜孔，從而造成通量減少。隨著濃差極化加強，在膜表面處表面活性劑的濃度超過了cmc，預膠團開始形成膠團，而膠團是親水性的，因此膜表面的膠團會進入水中，從而不再影響通量，而這時截留液中不存在膠團j。當溶液中表面活性劑濃度低于cmc時，在膜表面附近表面活性劑濃度會高于cmc，形成膠團，從而對金屬離子有一定的截留率，甚至能夠達到80％以上。
當表面活性劑濃度超過cmc時，表面活性劑濃度越高(即表面活性劑與金屬離子物質的量的比越高)則MEUF對金屬離子的截留率越高。采用乙酸十八烷酸(ODA)去除Fe(CN)一和CrO一時，當ODA與二者物質的量比分別為1、2、3時，對鐵氰化物的去除率分別為73％、92％、98％，對鉻酸鹽的去除率分別為64％、97％、99.9％。在鐵氰化物／鉻酸~／ODA溶液中，當三者的物質的量的比分別為(1：1：1)、(1：1：2)、(1：1：4)時，對鐵氰化物的去除率分別為62％、72％、93％，對鉻酸鹽的去除率分別為20％、38％、68％，當物質的量的比為1：1：6時，鐵氰化物去除率為98％，鉻酸鹽去除率>99.9％。當表面活性劑濃度過高時，膠團會由球形變成桿狀，因而容易透過膜，從而降低了金屬離子的去除率。這一臨界濃度稱為次one(secondcmc)，如SDS的one為8mmolfL，當濃度超過75mmolfL(次one)時，膠團形狀就發生了改變。
不管進水表面活性劑濃度怎么變化，滲透液中表面活性劑濃度基本上不變，這個濃度值大約等于one，因為這部分表面活性劑以單體分子形式存在，膜無法對其進行截留。
2.2金屬離子濃度
對于傳統的處理工藝，金屬離子濃度越高則處理效率越高，當金屬離子濃度很低時效率就會下降，而MEUF則相反，廢水中金屬離子濃度越低則去除效率越高。用SDS／NPE混合型表面活性劑處理Cr2+時，如Cr2+為0.30—3.10mg／L則相應的去除率為99.70％一96.65％¨。金屬離子的存在還會降低表面活性劑的cmc。
2.3電解質
向表面活性劑溶液中添加溶解性電解質(如NaC1)可以降低表面活性劑的cmc，減少滲透液中表面活性劑的濃度。但投加電解質也會減少金屬離子的截留率，這是因為電解質的陽離子也會吸附在膠團上，與金屬離子形成競爭，同時電解質的陰離子會和金屬離子形成絡合物j，因此電解質有一個合適的投加值。如用CPC去除CrO：一時，如NaC1濃度從1mmol／L增加到500mmol／L則滲透液中的CPC濃度從1mmol／L減少到0.15mmol／L；NaC1濃度在1—100mmol／L時，CrO一截留率>90％，超過100mmolfL后，截留率就會下降，到500mmolfL時，截留率只有46％。
2.4pH
當溶液的pH值很低(<3)時，H會大量吸附在膠團表面，從而與金屬離子形成競爭，降低金屬離子的截留率。Ruey—ShinJuang等用SDS分別去除重金屬離子，當離子濃度為7.5mmol／L、SDS濃度為75mmol／L、操作壓力為414kPa、膜為聚酰胺、MWCO為5000u、pH<3時，除了sr和cr¨外，其他離子的截留率都下降了3％6％。
2.5溫度
溫度一表面活性劑自由離子濃度曲線隨溫度變化較快，而溫度一cmc曲線變化較慢，因此這兩條曲線會交叉，交叉點的溫度即Krafft點。同時，滲透通量和流體粘性成反比，因此提高溫度能夠提高滲透通量。溫度對不同的表面活性劑cmc也有不同的影響，當溫度升高時CTAB的cmc會隨之增加，而SDS則保持恒定。
2.6膜
在MEUF中膜的截留分子質量(MWCO)直接影響到膠團的截留。選用MWCO大的膜則通量大，但同時截留率會減少，滲透液中金屬離子和表面活性劑的濃度會較高；而MWCO小的膜則通量小，且易污染，經濟上不合理。因此，要根據使用的表面活性劑和待去除的金屬離子來選擇合適的MwcO。
膜材料在對表面活性劑的截留中起到重要的作用。親水性的膠團容易吸附于親水性膜材料(如聚酰胺膜)，而疏水性的膠團容易吸附于疏水性膜材料(如聚砜膜)。具體參見http://www.dongaorq.cn更多相關技術文檔。
2.7配位基(1igand)
為了提高表面活性劑對金屬離子的選擇性，發展了LM—MEUF技術，即向污染液體中加入兩性分子的配位基和表面活性劑，配位基必須能在膠團中有高的溶解性，并能夠選擇性地與目標離子形成復合體，再由超濾膜截留膠團。該工藝多應用于選擇性回收廢水中的銅離子，具有99％以上的回收率。
3結語
膠團強化超濾是一種新型的處理含金屬離子廢水的技術，其設備簡單、操作方便、適合處理低濃度金屬離子廢水且分離效率高，可以單獨、同時去除金屬離子以及選擇性去除某種金屬離子，并且能夠通過進一步處理回收濃縮液中的金屬，具有很好的經濟效益。
膠團強化超濾的應用也存在一定問題：一是費用較高；二是必須對這些表面活性劑進行有效的回收以避免對環境的二次污染；三是膜的使用壽命不理想。
