膜分离技术以其节能高效、设备紧凑、操作方便被各个领域广泛的关注与应用。按照膜的制作材料不同,膜可被分为无机膜和有机膜。与有机膜相比较,其具有化学稳定高,机械强度高,抗污性能强等特点,在污水处理中已经开始取代有机膜。
陶瓷膜是无机膜中的一种, 目前常用的陶瓷膜材料以氧化铝、氧化锆和氧化钛为主。一般工程上使用的陶瓷膜都由载体层、过渡层和分离层组成,形成特殊的梯度结构,能够达到很好的分离效果。分离的理论依据是“筛分理论”,不同的物质分子通过不同的膜孔径的渗透率不同,当需要分离的物质在膜外侧或膜管内流动, 小分子物质透过膜, 大分子被膜截流,使得物质分离浓缩。
与目前工程上使用的有机膜相比较, 陶瓷膜具有以下优点: 1) 化学稳定性好, 能够处理酸碱的物料, 当膜被污染, 也能够经受强酸, 强碱的清洗;2) 耐高温, 一般都能够在400℃ 下操作, 最高1000 ℃ ; 3) 机械强度大, 高压下不易变形, 耐磨;4) 孔径分布窄, 分离效率高; 5) 使用周期较长, 普遍的陶瓷膜的能够使用 3~5年。
近年来,企业排污的费用成本升高,中水回用越来越得到被重视,而陶瓷膜能够在严苛的条件下长期稳定进行物质分离,必然决定它在污水处理领域能够被广泛的利用,特别是工业废水的处理和回用。
纺织染整行业为污水产生的大户, 其在生产的过程中需要多次的水洗, 产生的污水水量大, 且对环境污染严重。印染各个工序所排放的污水主要污染物有: 碱度、COD、悬浮物、色度等, 且处理难度较大。有案例表明:采用盐析与陶瓷膜的组合工艺对印染废水中的退浆废水进行处理研究,50 nm 的孔径的膜对 PVA 浆料及大分子有机物能够有效截流,50℃~70℃运行,其通量能够达到100~150 L /h·m2。将陶瓷膜运用到印染污水中水回用中,研究表明,当进到陶瓷膜系统的 COD<150 mg /L, 浊度<5 NTU 时,系统能够以 180~200 L /h·m2稳定运行 48 小时以上,其通量为有机膜的 3~4 倍。