无机陶瓷膜在印染废水处理中的应用

无机陶瓷膜在印染废水处理中的应用无机陶瓷膜在印染废水处理中的应用更新时间：2011-11-1110:14来源：作者:阅读：2315网友评论0条1无机膜简要发展历程无机膜简要发展历程无机膜发展的第一阶段出现在20世纪40年代,应用于军事工业,所有的研究都是秘密进行的.由于膜的可塑性差、受冲击易破损、价格昂贵等缺点,长期以来发展缓慢.到20世纪80年代初至90年代,是无机膜发展的第二阶段,这期间有了重大发展,荷兰的Twent大学的Burggraf等人采用溶胶2凝胶(Sol-Gel)技术,开发出具有多层不对称结构的微孔陶瓷膜,其孔径在3μm以下,孔隙率在50%以上,并走向商业化,在食品及生物工程中成功地用于液相体系的分离.80年代后期,无机膜的用途扩展到水的过滤、环境保护中废水处理和贵重材料的回收、制造工业过滤等方面.无机膜发展的第3阶段是90年代以后,即以气体分离应用为主体和陶瓷膜分离器———反应器组合构件的研究阶段[1],进入21世纪后,开发大通量、低成本的陶瓷膜组合技术,并将其用于工业生产中水回用,已经成为陶瓷膜研究的新热点.2无机膜的分类、制备与特点无机膜的分类、制备与特点无机膜按成膜材料分有陶瓷膜、玻璃膜、金属膜和碳分子筛膜,其中废水处理中应用较多的主要是陶瓷膜.按形状分为管式、圆平板式、多沟槽式、中空纤维式;按功能分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等;按结构分有单层和多层.无机膜的制备方法有溶胶2凝胶法、离子烧结法、化学气相沉积法、阳极氧化法、分相法等.已开发用于制备无机膜的材料有:氧化铝质、氧化锆质、氧化硅质、氧化锌质、硅酸铝质、碳化硅质、沸石质等.溶胶2凝胶法是广泛用于制备无机膜的方法,尤其适合于超微孔,薄膜化无机膜的制造[2].发展至今,无机陶瓷膜分离技术的分离效果已经相当好,这主要是由于无机陶瓷膜与有机膜相比,陶瓷膜具有耐高温、高压、耐酸碱和有机质的腐蚀、机械强度高、清洁状态好不易堵塞、使用寿命长(大于5年)、膜孔径分布窄、除杂率高、运行稳定性好以及陶瓷膜具有价格低廉、通量大、易于反冲洗和检修等诸多优点.鉴于无机陶瓷膜具有以上诸多优点以及国内外发展陶瓷膜的经验,无机陶瓷膜在我国的应用领域极其广泛.下面本文仅就无机陶瓷膜在印染废水处理中应用及进展进行综述.3无机陶无机陶瓷膜在印染废水处理中的应用瓷膜在印染废水处理中的应用近年来无机膜在印染废水处理中应用范围渐广,已部分取代有机膜的位置[3],并大有后来者居上之势.印染加工中的漂炼、染色、印花、整理等工序产生大量含有有机污染物的废水,具有水量大、有机污染物含量高、色泽深、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水之一[4].印染工程均以水为介质,而且往往需要一次或多次水洗,用水量比较大,排放的废水成分复杂,对环境污染严重,处理的难度很大.因此,陶瓷膜在印染废水应用初期,只是尝试性的将陶瓷膜用于试验.Soma等人[5]采用0.2μmAl2O3微滤膜处理印染废水,对于不溶性染料去除率大于98%.对于可溶性染料,通过加入一些表面活性剂可使去除率大于96%,工业性试验中染料的去除率为80%,COD去除率为40%,通量为260～280L/(m2·h·MPa),取得了较好的效果.Nooijen等人[6]采用氧化锆动态膜处理羊毛洗涤水,在4.7MPa的过滤压差下,通量为30～40L/(m2·h),处理温度为60～70℃,膜面流速为2m/s.赵宜江等人[7]利用1.0μmAl2O3微滤膜通过氢氧化镁吸附和陶瓷膜微滤相结合进行活性染料废水脱色处理,在镁盐添加量为600～800mg/L,pH为11～12,操作压力0.15MPa,错流速度3～5m/s的条件下,脱色率可达98%以上,通量在150L/(m2·h)左右.以上这些研究无疑为无机陶瓷膜处理染料废水提供了依据.张艳等人[8]随后对氢氧化镁吸附-陶瓷膜微滤处理印染废水的膜再生方法进行了研究,考察了不同清洗剂的清洗效果,研究了清洗时间、清洗流速、清洗压力、清洗温度等对清洗效果的影响,对清洗重复性进行了考察,确定了效果好且稳定的清洗方法.为提高陶瓷膜的重复利用率提供了有力的佐证.许莉等人[9]采用以Al2O3陶瓷膜为过滤介质的旋叶压滤机对经絮凝处理后的硫化黑废水进行过滤.结果表明,在适宜条件下,硫化黑废水可以获得较好的处理效果,COD的去除率超过96%.与PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)有机膜相比,陶瓷膜易于清洗和再生,使用寿命长.吴俊等人[10]分别采用膜孔径为50nm,200nm,800nm的陶瓷膜处理印染废水.实验结果表明,用200nm的Al2O3膜管处理染料废水效果较好.在合适的操作条件下:渗透通量为129.64L/(m2·h),膜面流速为4.2m/s,操作压力0.2MPa,温度为30℃,COD的截