3 陶瓷膜分離技術
陶瓷膜分離技術是東華大學研制開發的一種膜處理技術。以陶瓷膜技術為基礎,結合混凝沉淀、陶粒過濾等技術所組合的一種復合分離技術,其陶瓷膜孔徑介于超濾與微濾之間。這一技術主要用于環保領域水與廢水深度處理及回用。
3.1 陶瓷膜的類別及優點
陶瓷膜是無機膜的一種,其特點是原料來源廣泛、價格低廉,與超濾和反滲透膜相比無疑具有很大的吸引力。當然膜分離技術的前處理對防止膜的堵塞、便于反沖洗及穩定運行具有十陶瓷膜與有機膜相比其主要優點:一是耐高溫,可以在低于1000℃下穩定使用,適用于處理高溫、高粘度流體(水和氣體);二是機械強度高,在高壓或大的壓差下使用不會變形;三是化學穩定性好,能抗微生物降解,對于有機溶劑、腐蝕性氣體和微生物侵蝕,表現出良好的穩定性;四是使用壽命長,可使用3~5年,甚至8~10年。
3.2 陶瓷膜技術特點
(1)使污染物分子聚集到微米級及以上并沉淀分離毫米級污染物;(2)用所研制的多孔陶粒分離5μ以上微粒,以保證第三道“膜”有足夠時間不需反沖;(3)使用可根據需要調整孔徑的膜分離一定粒徑物質以達到分離污染物、凈化水質、氣體、回收資源等目的。這一技術包括二類,一類是膜分離技術與物化技術(混凝、沉淀、陶粒過濾等)相結;另一類是膜分離技術與生化技術相結合。陶瓷膜、陶粒的開發大大降低了膜分離設備成本,而降低運行能耗勢必適當加大孔徑,途徑有二:一是使分子“凝聚”;二是適當放大孔徑使之在超濾、微濾之間。
3.3 陶瓷膜分離技術與各種膜分離技術的比較
3.3.1 各種分離技術根據其孔徑(或通徑)及操作條件不同,其應用范圍也不同。表1是各種膜分離技術比較表。
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由表1得,陶瓷膜分離技術使用了通量大的膜,以此降低運行成本。
3.3.2 將物化處理(加藥混凝沉淀)、優質多孔陶瓷膜過濾和陶瓷管膜分離三項技術優化組合,具有價格低廉、運行能耗低的優點。
3.3.3 陶瓷膜技術采用了陶瓷膜和陶粒,與超濾膜相比,同樣處理規模,設備價格僅為1/4;能耗(電耗)僅為1kwh/t水左右,是超濾的1/5;通量達0.312~0.810t/m2·h,而一般纖維膜只有0.015~0.025t/m2·h。這種低價格、低能耗、大通量的技術,為膜技術應用在廢、污水深度處理及回用工程化奠定了基礎。
3.3.4 將印染廢水污泥和河道淤泥作為陶粒,陶瓷管的發孔劑原料和建筑材料作添加劑,可有效利用廢物并資源化。
3.3.5 采用陶瓷膜和動態涂膜技術,可形成預期孔徑的無機膜,運行管理簡單。
3.3.6 與原有印染廢水的生化氧化法處理技術進行了優化結合,且運行成本較低,對紡織印染原有處理設施的改造和實現回用提供技術保障。
4 陶瓷膜分離技術在針織印染廢水處理及回用中的應用
4.1 工藝路線
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