
我国水资源污染情况比较严重,所以水资源短缺问题凸显,无机陶瓷膜发展速度非常快,其功能较多如:透析功能、超滤功能、气体分离功能等,在水处理中作用较大。同时,合理运用无机陶瓷膜在耐高温、孔径分布均匀、稳定性佳等方面优势突出。国外在工业废水处理中多会应用高分子超滤膜处理,虽然处理效果较好,然而价格和技术方面的相关要求均非常高,所以无法得到大力推广。针对于此,本次研究中重点对无机陶瓷膜在环保水处理中的应用情况加以探析,以便充分发挥出无机陶瓷膜过滤、价格、再生性等多个方面的优势。
1 无机陶瓷膜制备方法、原理分析
1.1 无机陶瓷膜制备方法
1.1.1 溶胶凝胶制备方法
当前,溶胶凝胶制备方法比较常用,主要将金属醇盐为主要原料,溶剂溶解后在短时间内搅拌,然后在90~100℃条件下添加酸,经过低温干燥处理后逐渐形成凝胶,这时可将温度控制后形成膜,若凝胶膜高温制成氧化物膜,能够获得气体分离、过滤的效果。同时通过二次浸泡的方法利于改性处理,以此有效制成无机膜方式。
1.1.2 阳极氧化制备方法
通过高纯度金属箔能形成氧化膜、酸溶解多孔膜,在热处理后形成稳定的氧化物膜,在实验室中应用表示制备方法在持续改进。
1.1.3 固态离子烧结制备方法
将固体颗粒磨成粉末后,实行混合制成坯后高温烧结,若想制成无机膜需严格控制温度、粒子大小,以便确保无机膜的质量达标。
1.2 无机陶瓷膜原理
无机陶瓷膜过滤分离的原理:筛分,结合膜孔径大小、原料液含有物质分子直径处理,直径<膜孔小分子/液体透过滤过、止境大于膜孔大分子/固体截留,如此原水能获得过滤、分离及净化等的处理效果。平板式陶瓷膜过滤分离技术的使用,可很好的应用抽吸方法处理,主要包括纵状集水通道,其中一端为封闭的状态,另一端为横向给水管,集水管口、抽吸泵相互连接,受到吸力的影响池内水经膜的两侧进入,原水的大分子物质、悬浮颗粒,受到平板式陶瓷膜截留。完成过滤处理后水流通过积水通道,在横向集水管汇总,然后通过管口抽吸泵抽出,获得理想的过滤分离效果。
2 环保水处理过程中无机陶瓷膜的应用情况研究
2.1 在纺织印染废水处理中的应用
纺织印染工业用水量非常大,而且所生成的废水量较多,所以必然会对环境构成严重的污染。所排出废水能实行回收,而这也是纺织工业研究的主要工作,当前我国膜分离技术持续改进,纺织行业中应用效果较好,有助于促进纺织工业的可持续发展。纺织印染行业中物品上浆、退浆期间均会生成较多废水,废水中存在PVA和CMC,若使用以往水处理方法处理,不能获得较好的处理效果。建议应用无机膜分离方法处理,对PVA回收处理,退浆水中含有PVA质量约占0.1%~1.2%,通过超滤水处理后水能返回到退浆池,待达到浓度要求后实行上浆处理,此时PVA系统能将部分水排出,同时经回路中折光仪实行监控,系统中使用超滤膜分离装置节省水资源的同时,可很好的改善环境。印染废水处理期间,每年会消耗大量软化水,站在印染废水量的角度来看有机物存在色度、成分复杂及不易于处理等特点,经无机膜分离技术处理印染废水,能够符合工艺用水要求。
2.2 在炼油厂三泥水相处理中的应用
通过三泥可促使炼油厂四周土壤发生较大改变,严重情况还会对四周水体构成严重危害,三泥中有较多污油,而污油可实行回收,所以在炼油厂中需有效运用污水处理工艺进行处理,以便促使含油量得到控制,含油中存在较多乳化油,建议通过膜分离技术处理,完成处理后再对三泥处理,从而使得水相中的含油量下降,为工业生产提供便捷。
2.3 在含油废水中的应用
冷轧生产的过程可将乳化液当作润滑剂,冷轧带钢物品中会应用到润滑油,2~3个月更新以此,这时则会生成乳化废水。退火时使用碱性溶液脱脂,产生含有油脂废水成分较为复杂且油的浓度非常高,通过破乳方法处理无法获得较好的效果。而借助陶瓷微滤膜对废水加以处理,能够对膜的温度和膜面流速进行控制,如此一来可以达到实际需要,确保工艺更加简单。
2.4 在PVA回收中的应用
纺织印染行业织物,在上浆、退浆期间会生成较高浓度含淀粉、PVA、表面活性剂等物质,因PVA为高聚物具有可生化性差的特点,存在PVAS和CMC有机物,因此通过以往的活性污泥工艺处理,不能获得理想的效果。实行无机膜分离技术处理,能对退浆液中PVA回收处理,回收率约为95%。退浆水通过超滤处理后,透过水返回到退浆浴,浓缩液进到混合槽合理调整浓度后上浆即可,PVA回收系统外排部分透过水,以便避免退浆浴聚集较多低相对分子质量组分,保证超滤浓缩液浓度的质量在8%左右。通过回路中折光仪自动检测、控制,实现系统高度自动化的效果,因使用超滤膜分离装置能节省退浆用水、PVA用量、水资源等,并提高回收率、降低对环境构成的危害,所以值得投入应用。
3 膜污染和防治策略探讨
膜污染,即为膜表面形成附着层,或是发生膜孔堵塞问题,膜的质量致使膜的性能发生改变。附着层包括滤饼层、凝胶层、结构层、吸附层,会累及悬浮物、水溶性大分子。因无机陶瓷膜性能比较稳定,膜性能发生变化为膜受到污染所致,污染源为附着层,原因为受凝胶层、结构层、吸附层等影响有关,膜分离方法为微滤法、超滤法、纳滤法和反渗透率法;污染源为膜孔堵塞,原因为空间位阻、表面吸附析出,膜分离方法为超滤法、反渗透超滤法。膜污染物质包括溶解度低的无机盐、胶体及溶解性有机物,以及微生物、防治膜污染不能很好的规避,所以定期需对膜组件清洗处理,一般可通过物理、化学两种方法进行清洗。水洗方法:脉冲、空气——水混合冲洗、酸洗、碱洗、酵母清洗剂、机械清洗等。
4 结语
近年来,无机陶瓷膜在环保水处理中得到广泛应用,随着环保问题的凸显,需要合理使用无机陶瓷膜处理,并且研发出更多新型的技术手段,以便有效改善水质、降低对环境构成的危害。