陶瓷膜在水處理中應用
行業(yè)動態(tài)
1 前言
微孔陶瓷是一種以氣孔為主相的無機非金屬材料，一般以碳化硅、氧化鋁或莫來石等為原料，摻和一定量的粘結(jié)劑、成孔劑和稀土抗蝕劑后經(jīng)高溫燒制而成，其制備方法主要有固態(tài)粒子燒結(jié)法、溶膠-凝膠法、化學沉積法、陽極氧化法、輻射-腐蝕法等。陶瓷膜具有大量開口氣孔，孔徑一般為微米級或者亞微米級，被廣泛的應用于氣體過濾、液體澄清和固液分離，應用范圍遍及石油、化工、環(huán)保、能源及醫(yī)藥等諸多學科領域。陶瓷膜在運行過程中性能穩(wěn)定，使用壽命長，不變形，并具有高的滲透性和必要的強度，再生性強，可100%恢復原有過濾能力。而且在制備過程中氣孔尺寸也容易控制，但其造價較高。
2 陶瓷膜的過濾原理
濾液通過微孔陶瓷時，其中的懸浮物、膠體物和微生物等污染物質(zhì)被阻截在過濾介質(zhì)表面或內(nèi)部，同時附著在污染物上的病毒等也一起被截留。這一過程是吸附、表面過濾和深層過濾相結(jié)合的過程，且以深層過濾為主。
3 陶瓷膜在水處理中的應用
3.1 凈化處理飲用水
微孔陶瓷可進行飲用水的無菌處理，對水中的有機物及一些化學污染物也有一定的去除效果。近年來，一些陶瓷生成廠家研制了一種新型濾料——微孔陶瓷球，用于水廠自來水的凈化。與傳統(tǒng)石英砂相比，微孔陶瓷球具有對污染物的吸附能力強、運行周期長、水頭損失小、反洗所需壓力和水量小、耐磨損、壽命長等優(yōu)點。
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合型過濾器。Barnard發(fā)明了小型凈水裝置，在凈水器內(nèi)設置了粗濾、活性炭吸附過濾、微孔陶瓷精濾三層過濾介質(zhì)，出水可達飲用水標準。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)，使過濾與吸附合為一體。李儒林設計了一種凈水用過濾體，將麥飯石、活性炭、活性煤和微孔陶瓷濾芯組成了過濾體。由于微孔陶瓷過濾精度較高，因此一般設置為組合型過濾的一道工序。
由于沒有抑菌、殺菌作用，微孔陶瓷表面及內(nèi)部截留的細菌易造成出水的二次污染。國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、陽離子，使其具有抗菌殺菌防霉功能。山東工業(yè)陶瓷研究設計院研制出了同類型的敷銀微孔陶瓷濾芯，經(jīng)試驗，出水水質(zhì)達到國際飲用水標準。
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，過濾初期過濾材料為微孔陶瓷，過濾方式為表面過濾和深層過濾，中后期就變?yōu)榻柚勖夯业臑V餅過濾。微孔陶瓷的耐酸堿性強，提高了過濾材料的更新周期，減少了廢水的處理費用。
由于無機膜具有很強的疏油性，利用無機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)中得到更廣泛的應用，需要解決的關(guān)鍵性問題是：進一步提高過濾精度；嚴格控制孔徑分布均勻程度；研發(fā)具有殺菌、軟化和遠紅外功能的飲用水陶瓷濾芯；國外逐漸普及而國內(nèi)使用很少的微孔陶瓷在脫水過濾方面的應用，以及脫水應用過程中的配套技術(shù)處理等。目前，開發(fā)低成本的制膜工藝和材質(zhì)具有很重要的現(xiàn)實意義。
隨著科學技術(shù)的不斷進步和 各國對環(huán)境保護問題的日益關(guān)注以及對滿足 控制條件的高性能過濾裝置的需求，無機陶瓷膜在廢水處理以及環(huán)境工程中的應用會越來越廣泛。
