陶瓷膜污染与防治

陶瓷膜主要是由诸如SiO 2，Al 2 O 3和ZrO 2 TiO的无机材料制成的多孔膜。与有机膜相比，陶瓷膜具有化学稳定性好，抗微生物能力强，机械强度高的优点。陶瓷膜还存在许多缺点，例如耐强碱，高脆性，低弹性，并且成膜过程存在一定困难。目前，多孔陶瓷膜的构造主要是平坦的，管状的和多通道的。 [2]平膜主要用于小规模工业生产和实验室研究。管状膜结合形成管状热交换器。膜加载面积可以增加。由于其强度，它已逐渐退出工业应用。大型陶瓷膜通常采用多通道配置，即在圆形横截面上分布多个通道，通道的总数为1937。在压力的作用下，原料液体在膜中流动管或膜外，小分子物质穿透膜，大分子物质被膜截留，达到分离纯化的目的。陶瓷膜分离技术是近年来世界上最先进的膜分离技术之一。广泛用于化工，食品，制药，环保等行业的液体中杂质的分离，具有独特的优势和广阔的前景。例如，在食品工业中使用陶膜可以解决食品质量问题。陶膜用于牛奶，果汁，饮料，酒，啤酒，饮用水等的杀菌和清洁，效果非常显着。在欧洲，微滤陶瓷膜和超滤陶瓷膜已用于饮用水的地表水处理多年，而陶瓷膜和集成水净化技术在中国也已得到应用。 [4]以陶瓷膜为核心的组净水器和家用净水器可以通过加热消毒。该膜在操作过程中容易受到污染，导致其渗透通量降低，甚至使该膜无法使用，从而阻止了其在实践中的广泛应用。因此，防止膜污染的措施和清洗方法是进一步扩大陶瓷膜分离技术应用范围的关键。瓷质膜污染是指加工液中的某些成分被吸附，沉积在膜表面或进入膜孔，甚至堵塞膜孔，从而大大提高了膜的抗渗透性[5J。这种吸附和沉积是陶瓷膜与原料液体中的组分之间以及吸附在陶瓷膜表面上的组分与原料液体中的其他组分之间相互作用的结果。此作用具有物理和化学作用，也可能具有生物学作用。影响程度与Luo溶液的组分浓度，带电性和pH值有关。就膜分离过程而言，一旦进料液体与膜接触，膜便开始结垢。对于微滤陶瓷膜，这种效果不是很明显。它主要关注溶质颗粒和壁孔。 [615]对于超滤陶瓷膜，如果膜材料选择不当，则与原始纯水相比，这种效果会很大。透水性可降低20％〜40％。操作开始后，特别是在低流速和高溶质浓度的条件下，会出现浓度差极化现象，当膜表面达到或超过榕的饱和溶解度时，会形成凝胶层，从而导致膜通量压力的增加会导致膜通量急剧下降。使用后必须清洁以这种状态运行的膜，以恢复其性能。李洪兵等人认为，造成陶瓷膜污染的主要原因是：陶瓷膜的性质，浓度差极化，以及材料和液体的组成。陶瓷膜的性质和浓度差的极化影响可导致溶质吸附并沉积在陶瓷膜的表面上，并且液体的组成可影响陶瓷膜的污染程度。陶瓷膜污染的预防和控制措施主要包括以下几个方面：1）原料液的预处理和原料液特性的改善对陶瓷膜污染的防治有很大的作用。原料液体通常包含杂质，例如有机物，有机物，微生物和胶体，这会对陶瓷膜产生不利影响。因此，必须对原料液体进行预处理。在该过程中加入了相应的预处理过程，以去除主要污染物并使陶瓷成为可能。膜的污染在一定程度上降低了。 2）改善陶瓷膜的性能和亲水性。研究表明，陶瓷膜材料的亲水性对陶瓷膜的抗污染性能影响很大。亲水膜受吸附的影响较小，可以产生较大的膜渗透通量。 3）优化陶瓷膜分离的操作条件。操作条件与陶瓷膜结垢密切相关。诸如陶瓷膜渗透通量，工作压力，错流速度，水力停留时间，固体停留时间和工作温度等操作条件直接影响陶瓷膜结垢。陶瓷膜过滤具有基本模式，即错流过滤和末端过滤。黄先怀等认为，终端过滤能量得到了充分利用，但容易造成陶瓷膜污染较快，提出了错流过滤的缺点是终端过滤容易污染，但能耗大。陶瓷过滤器，陶瓷膜，陶瓷膜过滤器