陶瓷膜在工业废水处理中使用中的问题是膜污染。
膜污染来源于两个方面,一是不可逆污染,是由于不可逆吸附、堵塞引起的污染;另一方面是可逆污染,主要是由于可逆的浓差导致凝胶层的形成,二者共同造成运行过程中膜通量的衰减。减轻膜污染的方法主要包括:料液预处理、优化膜分离操作水力条件、与其它水处理技术相结合减轻膜的污染等。在我国,存在人均水资源少,水需求量大,水环境污染严重等问题,陶瓷膜技术在此问题的解决上可以发挥重要作用,所以,陶瓷膜技术在水处理领域有着的市场发展空间。
对于含有高浓度难降解的有机废水,采用预处理手段,既可以降低或去除部分有毒有害的有机物改善其生物降解性,又为后续处理创造条件。例如染料工业废水、农药废水、制药废水、焦化废水等除含有浓度很高的有机污染物外,还含有很强的酸、碱性物质、盐类和色度,在进入生物处理系统之前应采取预处理措施。
工程上常用的是盐析凝聚混合法。此法是在乳化液中加入电解质,电解质的离子在乳化液中发生强烈的水化作用即争水作用,使乳化液中的自由水分子减少,对油珠产生脱水作用,从而破坏了乳化液油珠的水化层,中和了油珠的电性,破坏了它的双电层结构,因而油珠失去了稳定性,产生凝聚现象。加入混凝剂,可起到油水分离的作用。在实际使用中,通常把pH值调整为8.5。
膜分离过程不发生相变化,因此膜分离技术是一种节能技术;
膜分离过程是在压力驱动下,在常温下进行分离,适合于对热敏感物质,如酶、果汁、某些药品的分离、浓缩、精制等;
膜分离技术适用的范围广,从微粒级到微生物菌体,甚至离子级都有用武之地,关键在于选择不同的膜类型;
膜分离技术以压力差作为驱动力,因此采用装置简单,操作方便。
陶瓷膜是无机膜中的一种,属于膜分离技术中的固体膜材料,主要以不同规格的氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机陶瓷材料作为支撑体,经表面涂膜、高温烧制而成。商品化的陶瓷膜通常具有三层结构(多孔支撑层、过渡层及分离层),呈非对称分布,其孔径规格为0.8nm~1μm不等,过滤精度涵盖微滤、超滤、纳滤级别。
多孔陶瓷膜的构型主要有平板、管式和多通道3种,其中平板膜主要用于小规模的工业生产和实验室研究。管式膜组合起来形成类似于列管换热器的形式,可增大膜装填而积,但由于其强度问题,已逐步退出工业应用。规模应用的陶瓷膜,通常采用多通道构型,即在一圆截面上分布着多个通道,一般通道数为7、19、37等。
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