探析環(huán)保工程水處理中無(wú)機(jī)陶瓷膜的運(yùn)用原理及前景
行業(yè)動(dòng)態(tài)
我國(guó)雖然地域遼闊，河湖眾多，但是由于分布不均，而且人口基數(shù)較大，再加上我國(guó)的水污染程度比較嚴(yán)重，所以大部分地區(qū)都會(huì)出現(xiàn)水資源短缺的問(wèn)題，人均水資源的占有量更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到世界平均水平。中國(guó)目前總共有大約660個(gè)城市，其中大約有一半的城市有輕微缺水的問(wèn)題，有一百多個(gè)城市嚴(yán)重缺水，有四十幾個(gè)城市處于極度缺水狀態(tài)。在造成這種情況的原因當(dāng)中，水污染是比較重要的一個(gè)。就目前的情況來(lái)看，我國(guó)大約47%的河流有不同程度的污染，所排放的廢水當(dāng)中也有78%未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。鑒于當(dāng)前水污染的嚴(yán)峻形式，必須要立即采取相關(guān)措施對(duì)污水進(jìn)行有效處理，對(duì)此，本文提出了無(wú)極陶瓷膜的概念，并將其應(yīng)用于污水處理當(dāng)中，希望對(duì)我國(guó)的污水處理有一定幫助。
1 無(wú)機(jī)陶瓷膜制備方法
1.1 固態(tài)燒結(jié)制備法
固態(tài)燒結(jié)制備法是較為常見的無(wú)機(jī)陶瓷膜制備方法之一，其具體操作流程為：首先將粒度較大的固體顆粒通過(guò)研磨棒進(jìn)行研磨，過(guò)篩保證粒度達(dá)到要求以后，再使用粘結(jié)劑與細(xì)粉混合，形成初坯，經(jīng)過(guò)干燥以后，在高溫?zé)Y(jié)爐當(dāng)中煅燒至完全燒結(jié)。在制備過(guò)程中，固體粉末的粒度大小、升溫的速度、燒結(jié)溫度等都對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有所影響。
1.2 溶膠-凝膠制備法
溶膠-凝膠制備法指的是將金屬元素的醇鹽當(dāng)作原材料，將其溶解在有機(jī)溶劑當(dāng)中，然后添加一定的水分，在快速攪拌的條件下慢慢升溫使得有機(jī)溶劑揮發(fā)，然后控制溫度在90～100℃，加入少量強(qiáng)酸使得溶液慢慢變?yōu)槿苣z。溶膠完全形成以后，放入恒溫干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥，形成凝膠。將所得凝膠放入高溫煅燒爐當(dāng)中進(jìn)行煅燒，得到無(wú)機(jī)陶瓷膜。使用溶膠-凝膠制備法得到的無(wú)機(jī)陶瓷膜的孔徑比較小，可以達(dá)到納米級(jí)別，所以過(guò)濾效果比較好，可以用于氣體的過(guò)濾。此外，可以在制備過(guò)程中加入其他類型的原材料制備無(wú)機(jī)復(fù)合膜，還可以通過(guò)二次浸泡等方法對(duì)無(wú)機(jī)陶瓷膜進(jìn)行改性。所以，溶膠-凝膠制備法的實(shí)用性比較強(qiáng)，所制得的無(wú)極陶瓷膜性能也比較好。
1.3 陽(yáng)極氧化制備法
將純度比較高的金屬箔放入酸性電解池當(dāng)中進(jìn)行陽(yáng)極氧化，金屬箔的一邊會(huì)被氧化形成多孔面，而另一邊則會(huì)直接被酸腐蝕形成多直孔膜。然后對(duì)金屬箔進(jìn)行一定的熱處理，形成性質(zhì)較為穩(wěn)定、小孔分布均勻的膜。這種制備方法只適合小面積過(guò)濾膜的制備，所以一般是用于實(shí)驗(yàn)室。
2 無(wú)機(jī)陶瓷膜的具體應(yīng)用
2.1 紡織印染工業(yè)廢水的處理
紡織印染工業(yè)是著名的“廢水生成工業(yè)”，其在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中需要用到大量的水資源，而且所產(chǎn)生的廢水量也相當(dāng)大。在對(duì)紡織印染工業(yè)廢水的處理當(dāng)中，重點(diǎn)就在于對(duì)工業(yè)廢水當(dāng)中可回收部分的回收處理以及對(duì)無(wú)用部分的降污處理。近些年來(lái)，無(wú)極陶瓷膜已經(jīng)開始應(yīng)用于紡織印染工業(yè)，并取得了一定的成效。
2.1.1 紡織工業(yè)廢水中聚乙烯醇的回收
在紡織工業(yè)當(dāng)中，對(duì)織物的處理有上漿和退漿兩道重要工藝。而這兩道工藝會(huì)產(chǎn)水含有大量聚乙烯醇的工業(yè)廢水。由于聚乙烯醇是高聚物，化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，所以使用傳統(tǒng)的回收工藝很難將聚乙烯醇從工業(yè)廢水當(dāng)中提取出來(lái)。而在使用無(wú)極陶瓷膜以后，可以有效回收工業(yè)廢水當(dāng)中的聚乙烯醇，而且回收率比較高，高達(dá)98%。
2.1.2 印染工業(yè)廢水的處理
印染工業(yè)每年都會(huì)消耗大量水資源，所以所產(chǎn)生的工業(yè)廢水也比較多，而且這些工業(yè)廢水的成分十分復(fù)雜，處理起來(lái)難度很大，使用傳統(tǒng)的水處理技術(shù)根據(jù)無(wú)法有效解決工業(yè)廢水的污染問(wèn)題。而使用無(wú)機(jī)陶瓷膜可以有效處理印染廢水，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 冷軋含油廢水的處理
在進(jìn)行冷軋生產(chǎn)時(shí)，由于涉及到機(jī)械設(shè)備，所以會(huì)需要用到大量潤(rùn)滑油。而潤(rùn)滑油的大量使用就會(huì)產(chǎn)生大量的冷軋含油廢水，如果不及時(shí)進(jìn)行處理，這些含油廢水不僅會(huì)污染環(huán)境，使得水體富營(yíng)養(yǎng)化，還會(huì)逐漸在排放管道當(dāng)中積累，減小管道的排放量，嚴(yán)重時(shí)還可能堵塞管道。由于其中油的含量比較高，所以使用傳統(tǒng)的破乳處理方法無(wú)法滿足處理要求。將無(wú)機(jī)陶瓷膜應(yīng)用到含油廢水的處理當(dāng)中，通過(guò)對(duì)操作壓力、處理溫度、膜面流速等參數(shù)的控制，使得冷軋含油廢水當(dāng)中的油含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝簡(jiǎn)單，成本較低，可以有效處理含油廢水。
2.3 煉油廠污水處理
煉油廠的工業(yè)污水當(dāng)中主要有污水、固體渣滓以及油這三種污染物。在這些污染物當(dāng)中，有許多是具有相當(dāng)可觀回收價(jià)值的。利用無(wú)機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)，將廢水當(dāng)中的油和水進(jìn)行分離，可以有效實(shí)現(xiàn)油的回收，降低廢水當(dāng)中的油含量，既節(jié)約了資源，又降低了污染。
3 結(jié)語(yǔ)
無(wú)機(jī)陶瓷膜目前已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，低成本、耐高溫、耐高壓、密封性強(qiáng)的無(wú)機(jī)陶瓷膜將成為未來(lái)無(wú)機(jī)陶瓷膜發(fā)展的趨勢(shì)。所以，研究人員必須要加強(qiáng)對(duì)于無(wú)機(jī)陶瓷膜的研究，開發(fā)具有更多功能的無(wú)機(jī)陶瓷膜，使得無(wú)機(jī)陶瓷膜得到進(jìn)一步發(fā)展。
