膜分離技術(shù)因其節(jié)能高效、設(shè)備緊湊、操作方便而受到各個領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和應(yīng)用。根據(jù)膜材料的不同,膜可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜。與有機(jī)膜相比,它具有化學(xué)穩(wěn)定性高、機(jī)械強(qiáng)度高、抗污染性能強(qiáng)等特點,已開始在污水處理中取代有機(jī)膜。
陶瓷膜是無機(jī)膜之一。目前常用的陶瓷膜材料主要是氧化鋁、氧化鋯和氧化鈦。工程中使用的陶瓷膜一般由載體層、過渡層和分離層組成,形成特殊的梯度結(jié)構(gòu),可達(dá)到良好的分離效果。分離的理論基礎(chǔ)是篩分理論。不同的物質(zhì)分子通過不同的膜孔徑有不同的滲透率。當(dāng)需要分離的物質(zhì)在膜外或膜管內(nèi)流動時,小分子物質(zhì)通過膜被膜截流,使物質(zhì)分離濃縮。
與目前工程中使用的有機(jī)膜相比,陶瓷膜具有以下優(yōu)點:1)化學(xué)穩(wěn)定性好,能處理酸堿材料,當(dāng)膜污染時,也能承受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿清洗;2)耐高溫,一般可在400℃下操作,高1000℃;3)機(jī)械強(qiáng)度高,高壓不易變形,耐磨;4)孔徑分布窄,分離效率高;5)使用壽命長,普通陶瓷膜可使用3~5年。
近年來,隨著企業(yè)污水排放成本的上升,中水回用越來越受到重視,陶瓷膜在嚴(yán)格條件下能夠長期穩(wěn)定地進(jìn)行物質(zhì)分離,必然污水處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,特別是工業(yè)廢水的處理和回用。
紡織染料行業(yè)是污水生產(chǎn)大戶,在生產(chǎn)過程中需要清洗。產(chǎn)生的污水量大,對環(huán)境污染嚴(yán)重。印染各工序排放的污水主要污染物有堿度、COD、懸浮物、色度等,處理難度大。有案例表明,印染廢水中的退漿廢水采用鹽析與陶瓷膜的結(jié)合工藝進(jìn)行處理研究。50nm孔徑膜能有效攔截PVA漿料和大分子有機(jī)物,50℃~70℃運(yùn)行,通量可達(dá)100~150L/hm2。將陶瓷膜應(yīng)用于印染污水中的水回用。研究表明,當(dāng)進(jìn)入陶瓷膜系統(tǒng)時,COD為150mg/L,濁度為50n的TU可穩(wěn)定運(yùn)行48小時以上,通量為有機(jī)膜的3~倍。