陶瓷膜在水處理中應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 前言
微孔陶瓷是一種以氣孔為主相的無(wú)機(jī)非金屬材料，一般以碳化硅、氧化鋁或莫來(lái)石等為原料，摻和一定量的粘結(jié)劑、成孔劑和稀土抗蝕劑后經(jīng)高溫?zé)贫?，其制備方法主要有固態(tài)粒子燒結(jié)法、溶膠-凝膠法、化學(xué)沉積法、陽(yáng)極氧化法、輻射-腐蝕法等。陶瓷膜具有大量開(kāi)口氣孔，孔徑一般為微米級(jí)或者亞微米級(jí)，被廣泛的應(yīng)用于氣體過(guò)濾、液體澄清和固液分離，應(yīng)用范圍遍及石油、化工、環(huán)保、能源及醫(yī)藥等諸多學(xué)科領(lǐng)域。陶瓷膜在運(yùn)行過(guò)程中性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，不變形，并具有高的滲透性和必要的強(qiáng)度，再生性強(qiáng)，可100%恢復(fù)原有過(guò)濾能力。而且在制備過(guò)程中氣孔尺寸也容易控制，但其造價(jià)較高。
2 陶瓷膜的過(guò)濾原理
濾液通過(guò)微孔陶瓷時(shí)，其中的懸浮物、膠體物和微生物等污染物質(zhì)被阻截在過(guò)濾介質(zhì)表面或內(nèi)部，同時(shí)附著在污染物上的病毒等也一起被截留。這一過(guò)程是吸附、表面過(guò)濾和深層過(guò)濾相結(jié)合的過(guò)程，且以深層過(guò)濾為主。
3 陶瓷膜在水處理中的應(yīng)用
3.1 凈化處理飲用水
微孔陶瓷可進(jìn)行飲用水的無(wú)菌處理，對(duì)水中的有機(jī)物及一些化學(xué)污染物也有一定的去除效果。近年來(lái)，一些陶瓷生成廠家研制了一種新型濾料——微孔陶瓷球，用于水廠自來(lái)水的凈化。與傳統(tǒng)石英砂相比，微孔陶瓷球具有對(duì)污染物的吸附能力強(qiáng)、運(yùn)行周期長(zhǎng)、水頭損失小、反洗所需壓力和水量小、耐磨損、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
由于微孔陶瓷具有良好的除菌作用，因而多被制成濾芯用于飲用水供水終端的水質(zhì)凈化。
目前微孔陶瓷多結(jié)合其它凈水材料組合成為復(fù)合型過(guò)濾器。Barnard發(fā)明了小型凈水裝置，在凈水器內(nèi)設(shè)置了粗濾、活性炭吸附過(guò)濾、微孔陶瓷精濾三層過(guò)濾介質(zhì)，出水可達(dá)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。杜中平等發(fā)明的家用水質(zhì)凈化器，將微孔陶瓷濾芯和活性炭的吸附管組成整體結(jié)構(gòu)，使過(guò)濾與吸附合為一體。李儒林設(shè)計(jì)了一種凈水用過(guò)濾體，將麥飯石、活性炭、活性煤和微孔陶瓷濾芯組成了過(guò)濾體。由于微孔陶瓷過(guò)濾精度較高，因此一般設(shè)置為組合型過(guò)濾的一道工序。
由于沒(méi)有抑菌、殺菌作用，微孔陶瓷表面及內(nèi)部截留的細(xì)菌易造成出水的二次污染。國(guó)外凈水器大多將微孔陶瓷濾芯內(nèi)部均勻的涂敷銀離子或者其它一些陰、陽(yáng)離子，使其具有抗菌殺菌防霉功能。山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計(jì)院研制出了同類型的敷銀微孔陶瓷濾芯，經(jīng)試驗(yàn)，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)際飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
3.2 處理工業(yè)污水
陶瓷膜可用于處理鍋爐濕法除塵廢水、火電廠沖渣廢水、印染廢水、油水等。
微孔陶瓷處理懸浮物濃度較高的工業(yè)廢水，尤其是鍋爐除塵廢水和火電廠沖渣廢水時(shí)，過(guò)濾初期過(guò)濾材料為微孔陶瓷，過(guò)濾方式為表面過(guò)濾和深層過(guò)濾，中后期就變?yōu)榻柚勖夯业臑V餅過(guò)濾。微孔陶瓷的耐酸堿性強(qiáng)，提高了過(guò)濾材料的更新周期，減少了廢水的處理費(fèi)用。
由于無(wú)機(jī)膜具有很強(qiáng)的疏油性，利用無(wú)機(jī)膜可以將水中油的濃度從幾百毫克每升濃縮到25%以上，去除率可達(dá)99.5%以上。
4 前景
若使陶瓷膜在廢水處理和工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用，需要解決的關(guān)鍵性問(wèn)題是：進(jìn)一步提高過(guò)濾精度；嚴(yán)格控制孔徑分布均勻程度；研發(fā)具有殺菌、軟化和遠(yuǎn)紅外功能的飲用水陶瓷濾芯；國(guó)外逐漸普及而國(guó)內(nèi)使用很少的微孔陶瓷在脫水過(guò)濾方面的應(yīng)用，以及脫水應(yīng)用過(guò)程中的配套技術(shù)處理等。目前，開(kāi)發(fā)低成本的制膜工藝和材質(zhì)具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和 各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的日益關(guān)注以及對(duì)滿足 控制條件的高性能過(guò)濾裝置的需求，無(wú)機(jī)陶瓷膜在廢水處理以及環(huán)境工程中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。
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