3 陶瓷膜分离技术
陶瓷膜分离技术是东华大学研制开发的一种膜处理技术。以陶瓷膜技术为基础,结合混凝沉淀、陶粒过滤等技术所组合的一种复合分离技术,其陶瓷膜孔径介于超滤与微滤之间。这一技术主要用于环保领域水与废水深度处理及回用。
3.1 陶瓷膜的类别及优点
陶瓷膜是无机膜的一种,其特点是原料来源广泛、价格低廉,与超滤和反渗透膜相比无疑具有很大的吸引力。当然膜分离技术的前处理对防止膜的堵塞、便于反冲洗及稳定运行具有十陶瓷膜与有机膜相比其主要优点:一是耐高温,可以在低于1000℃下稳定使用,适用于处理高温、高粘度流体(水和气体);二是机械强度高,在高压或大的压差下使用不会变形;三是化学稳定性好,能抗微生物降解,对于有机溶剂、腐蚀性气体和微生物侵蚀,表现出良好的稳定性;四是使用寿命长,可使用3~5年,甚至8~10年。
3.2 陶瓷膜技术特点
(1)使污染物分子聚集到微米级及以上并沉淀分离毫米级污染物;(2)用所研制的多孔陶粒分离5μ以上微粒,以保证第三道“膜”有足够时间不需反冲;(3)使用可根据需要调整孔径的膜分离一定粒径物质以达到分离污染物、净化水质、气体、回收资源等目的。这一技术包括二类,一类是膜分离技术与物化技术(混凝、沉淀、陶粒过滤等)相结;另一类是膜分离技术与生化技术相结合。陶瓷膜、陶粒的开发大大降低了膜分离设备成本,而降低运行能耗势必适当加大孔径,途径有二:一是使分子“凝聚”;二是适当放大孔径使之在超滤、微滤之间。
3.3 陶瓷膜分离技术与各种膜分离技术的比较
3.3.1 各种分离技术根据其孔径(或通径)及操作条件不同,其应用范围也不同。表1是各种膜分离技术比较表。
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由表1得,陶瓷膜分离技术使用了通量大的膜,以此降低运行成本。
3.3.2 将物化处理(加药混凝沉淀)、优质多孔陶瓷膜过滤和陶瓷管膜分离三项技术优化组合,具有价格低廉、运行能耗低的优点。
3.3.3 陶瓷膜技术采用了陶瓷膜和陶粒,与超滤膜相比,同样处理规模,设备价格仅为1/4;能耗(电耗)仅为1kwh/t水左右,是超滤的1/5;通量达0.312~0.810t/m2·h,而一般纤维膜只有0.015~0.025t/m2·h。这种低价格、低能耗、大通量的技术,为膜技术应用在废、污水深度处理及回用工程化奠定了基础。
3.3.4 将印染废水污泥和河道淤泥作为陶粒,陶瓷管的发孔剂原料和建筑材料作添加剂,可有效利用废物并资源化。
3.3.5 采用陶瓷膜和动态涂膜技术,可形成预期孔径的无机膜,运行管理简单。
3.3.6 与原有印染废水的生化氧化法处理技术进行了优化结合,且运行成本较低,对纺织印染原有处理设施的改造和实现回用提供技术保障。
4 陶瓷膜分离技术在针织印染废水处理及回用中的应用
4.1 工艺路线
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