技术资料
关于陶瓷膜的二三事
一、陶瓷纳滤膜的制备方法
陶瓷纳滤膜技术的发展比陶瓷超滤膜技术慢,目前陶瓷纳滤膜的商业可用性也受到限制。溶胶-凝胶法是以陶瓷微滤/超滤膜为基质制备陶瓷纳滤膜的常用方法。选择各种金属氧化物,包括γ-Al2O3、SiO2、ZrO2、TiO2及其配合物作为NF膜的分离层。溶胶-凝胶法具有时间长、能耗高、操作困难、不易压实、易产生缺陷等缺点。因此,需要探索更多、更高科技的制备方法并使其工业化。
二、无机陶瓷膜VS有机膜
有机膜的主要缺点是易结垢和受到氯污染。陶瓷膜具有耐氯性,在氯化过程中能保持其抗菌功能。由于表面官能团的不同,陶瓷膜比有机膜更具亲水性,这使得污垢与膜之间的相互作用减弱。天然有机物是地表水和地下水的主要有机成分,在膜过滤过程中会造成严重的膜污染。进水pH、Ca2+浓度和离子强度对膜污染的影响与NOM相似,但对陶瓷膜和有机膜的影响不同。与有机膜相比,pH值对陶瓷膜污染的影响较大,而钙离子对膜通量下降的影响较小。此外,与有机膜相比,陶瓷膜在物理和化学清洗方面表现出更高的效率,并减少了NOM污染。钙离子对有机膜造成严重的不可逆污染,降低了长期运行的工艺效率。因此,与有机膜相比,陶瓷膜更有利于地表水的处理。
三、陶瓷膜污染控制方法
人们尝试了许多膜污染控制方法,如预处理、膜清洗、膜组件设计和表面改性。以往对聚合物膜的研究表明,膜的防污性能主要取决于膜的表面性质,而对陶瓷膜污染和表面改性的研究较少。陶瓷膜的改性主要是通过浸涂和真空过滤在陶瓷膜表面包覆纳米材料,以提高其抗污染能力。除膜改性外,陶瓷膜与氧化、吸附、凝聚和过滤的复合工艺也是通过去除污染物及其前体来减少膜污染的有效策略。
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