探究陶瓷膜工藝在污水處理中的應用

周邢

摘要：陶瓷膜主要是無機材料處理后形成的非對稱膜。類別包括有管式以及平板。管式膜在微孔的作用可以使得小分子物質更好透過，平板則主要利用壓力差進行物質的篩選。陶瓷膜工藝可以很好地截留下無用物質，并且相較于傳統(tǒng)的污染處理更為高效節(jié)約。當然也有對應的應用注意事項，具體包括催化劑的促進作用、工藝陶瓷膜去除污染物、構建納米反應器、創(chuàng)新技術。

關鍵詞：陶瓷膜工藝;污水處理;應用

引言

對于污水處理一直是廣泛討論的話題。特別在當前水資源短缺的情況下，做好污水處理工作也是對這一問題的一大解決措施。當然，陶瓷膜工藝的應用對于該項問題的解決具有突出的優(yōu)勢，但是仍然需要系統(tǒng)對該項工藝方法進行比較研究和分析，探討出最為合理和合適的應用方法，從而更好地解決該項問題。

一、陶瓷膜工藝概述

陶瓷膜是是由無機的陶瓷材料經(jīng)過處理最終形成的非對稱膜。陶瓷膜一般會分為兩大類型，主要為：管式陶瓷膜以及平板陶瓷膜。這其中管式陶瓷膜通常而言管壁密布著微孔，其在壓力的作用下，原料液也會在膜管的內(nèi)外側流動，通過這樣的途徑，能夠使得小分子物質更好的透過膜，而其中較大的分子物質則會被膜截留下來，從而也可以更好的達到分離大小分子的結果，同時實現(xiàn)濃縮的目的，且效果顯著。這一方式在純化和環(huán)保方面上也能達到更為高效的目的。另一種平板的陶瓷膜板面會密布著微孔，這兩者的微孔密度有所差別，因此在一定的范圍內(nèi)所透過的物質和直徑以及滲透率等都會不同，產(chǎn)生不同的結果，壓力差會作為驅動力過濾。一定程度上將僅僅只允許部分物質的透過，在很大程度上會對大分子物質起到隔離的作用。陶瓷膜的分離作用更好、效率更高、效果也會更為穩(wěn)定。更能夠耐酸堿和有機溶劑的侵蝕，對于高溫和污染的抵御也會更為有效。機械強度和再生性能都能夠對于水處理起到重要的作用[1]。陶瓷膜見圖1.

二、陶瓷膜工藝對于污水處理的作用

陶瓷膜過濾不需添加化學藥劑并且還可以更好的去除掉水中的雜質，截留水中的細菌以及病菌等，充分使得飲用水的安全性得到保證。陶瓷膜可以很好的降低水的濁度系數(shù)以及有機質的含量，從而使得重金屬的含量得以降低。也是對于污水處理所能發(fā)揮的重要功能。細菌的處理甚至可以達到百分之百，主要的去除依賴于膜孔進行截留，同時也會有吸附和斥力的作用，能夠有效地對細菌進行處理。陶瓷膜表面負載鐵元素之后可以提升有機物的去除率，苯酚水解可以產(chǎn)生離子和負電荷，從而使其去除率達到百分之六十，不會受到孔徑的影響。原本用于污水處理的技術多為有機膜，但是有機膜普遍存在污染速率較快的問題，會在很大程度上影響其使用的年限以及壽命。而陶瓷膜則運行起來更為可靠，壽命也會更長，對于維護也將會更簡單。成本較低[2]。

三、陶瓷膜在污水處理中的應用事項

（一）催化劑的促進作用

臭氧催化劑對于膜污染具有充分的控制促進作用，可以提高陶瓷膜的催化促進能力和控制效果。采用復合陶瓷膜還可以進行表面處理，發(fā)現(xiàn)負載臭氧可以氧化陶瓷膜表面的污染物，同時阻止其形成，并且這一環(huán)節(jié)還能夠有效地減輕對于膜的污染程度。特別對于微元素的改性更能夠合理的控制膜污染，催化臭氧對于陶瓷膜的減輕具有重要的作用。

（二）工藝陶瓷膜去除污染物

通過利用臭氧以及陶瓷膜的共同作用，均可以控制其污染情況，也可以更好的改善水質，使得水中的有機物和副產(chǎn)物得到去除和剝離。工藝去除污染物也能夠發(fā)揮很好的去除效果，具體體現(xiàn)在，其孔徑較小，使得截留的大分子物質更多，去除率也會更高，接觸面積越大、時間越長、性能越好，其去除率也將會更高。工藝陶瓷膜相較于普通的陶瓷膜去除率將會高至百分之九十。同時也能夠顯著降低副產(chǎn)物體物含量[3]。

（三）構建納米反應器

納米反應器也能夠起到充分的催化處理作用，能夠有效的改變有機物的分子結構，減輕膜污染并且提高有機物的可生化性。陶瓷膜添加催化劑后可以通過水中溶解的臭氧同構孔膜來降低速率。臭氧的傳質距離得到縮短，擴散的效率也會加快，臭氧以及催化劑接觸的幾率更大，又會提高催化反應。同時發(fā)揮催化和氧化兩種功能，相當于無數(shù)個“納米反應器”，簡化了工藝流程又很好的除去水中的顆粒物質以及病原生物，自動化程度更高，運營和維護成本都得以降低。

（四）創(chuàng)新技術

對于陶瓷膜的探索還需要更多更切實際的技術支撐。陶瓷膜技術整體而言相較于傳統(tǒng)膜技術更具優(yōu)勢，但是應用起來也具有一定的難度。特備在納米反應器構建上，原本的理論仍然不夠成熟，還需要更為深入的挖掘和完善。此外，對于處理后污水的應用范圍也應當有更為具體的研究，提出更合實際的應用途徑。能夠使得污水處理后根據(jù)不同的特點和水平采取不同的應用方式[4]。對于陶瓷膜的技術應用應當有更多的標準規(guī)范，從而使其能夠更好的落實，在技術的審核和管理上也不容忽視，保障污水處理的安全性[5]。為我國能源的有效利用和發(fā)展貢獻力量。也是對于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的相應。陶瓷膜工藝設備見圖2.

四、結束語

陶瓷膜工藝應用于污水處理當中可以很大程度上解決污水問題，節(jié)約利用水資源，但是也需要更深入的結合實際需求進行深入探討。在接下來的研究中，可以對陶瓷膜工藝和污水處理的其它技術的結合進行研究。污水處理工序復雜，各有其要點與標準和規(guī)范，都需要更多的研究和新思路的提出，才能夠真正做到為能源發(fā)展和有效利用共貢獻力量。

參考文獻：

[1]劉寶明，王夕希，顧艷芳，李雨平，姜瑩瑩，阮文權，繆恒鋒.臭氧耦合陶瓷膜過濾對膜性能及出水消毒副產(chǎn)物的影響[J].環(huán)境科學學報，2020，40（09）：3224-3232.

[2]王磊，李卓君.老舊污水處理廠提標改造應用納米陶瓷平板膜的實例分析[J].環(huán)境科技，2020，33（03）：44-47.

[3]武睿，孫國勝，范小江，張錫輝.陶瓷膜在水處理中的應用現(xiàn)狀及展望[J].城鎮(zhèn)供水，2019（04）：19-25+58.

[4]程仁振，邱立平，劉貴彩，盧立泉，邱琪，房軍賢，李坤.陶瓷膜-反滲透工藝用于電鍍廢水深度處理[J].中國給水排水，2018，34（14）：41-45.

[5]黃付平， 覃岳隆， 黃智寧，等. 納米陶瓷膜在工業(yè)園區(qū)污水處理工程中的應用[J]. 工業(yè)用水與廢水， 2019， v.50;No.231（02）：83-86.

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