水處理一般是指通過(guò)人為或自然現(xiàn)象改變水內(nèi)容物成分變化的過(guò)程,最古老的水處理方式是利用明礬。隨著污染源的增加,水處理越來(lái)越重要,包括但不限于雨水、污廢水及給水處理等。多孔陶瓷膜因具備孔隙率高、孔徑可控、透氣阻力小、耐高溫高壓、耐化學(xué)腐蝕、清洗再生方便等優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于水處理等場(chǎng)所的過(guò)濾工作。
飲用水處理的目標(biāo)主要是氨、氮等微污染物;糖類(lèi)、腐植酸、富里酸等天然有機(jī)物;藻類(lèi)、細(xì)菌、粘土顆粒、有機(jī)物顆粒等顆粒物和發(fā)膠、止痛藥、降壓藥、避孕藥、催眠藥、減肥藥、染發(fā)劑、殺菌劑、嗅味物質(zhì)、各類(lèi)抗生素、人工合成麝香等新型微量污染物。由于天然水體中各類(lèi)污染成分的來(lái)源不同,顆粒物的濃度、大小和表面化學(xué)性質(zhì)變化很大,針對(duì)不同的污染物,陶瓷膜需要跟其他工藝結(jié)合使用,才能達(dá)到最佳凈化效果。
陶瓷膜與臭氧集成工藝
在傳統(tǒng)的飲用水處理工藝中,一般會(huì)將臭氧作為消毒劑或生物活性炭過(guò)濾的預(yù)氧化劑使用。目前,對(duì)于臭氧陶瓷膜工藝的研究主要集中于臭氧對(duì)膜污染的控制和對(duì)天然有機(jī)物的去除。其工作機(jī)理為,臭氧或臭氧分解產(chǎn)生的羥基自由基與天然有機(jī)物發(fā)生反應(yīng),改變有機(jī)物的結(jié)構(gòu),從而降低膜過(guò)濾過(guò)程中有機(jī)物對(duì)膜的污染,提高膜通量。
陶瓷膜與混凝集成工藝
膜與混凝處理的組合是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的組合方式。添加絮凝劑可使較小的顆粒形成大顆粒,進(jìn)而形成一層多孔濾餅,減少膜的堵塞和使用周期,降低運(yùn)行成本。陶瓷膜本身具有良好的去除濁度的作用,因此,其與混凝集成工藝的研究主要集中于去除有機(jī)物等方面。大量研究表明,在過(guò)膜濾前添加絮凝劑和吸附劑可有效改善有機(jī)物和消毒副產(chǎn)物的去除率,并維持膜的通量。
陶瓷膜與粉末活性炭集成工藝
天然有機(jī)物是膜污染的重要因素之一,粉末活性炭工藝在飲用水處理中多與有機(jī)膜聯(lián)合應(yīng)用。粉末活性炭可有效吸附天然有機(jī)物、嗅味物質(zhì)以及其他小分子類(lèi)有機(jī)物,將粉末活性炭與膜工藝結(jié)合起來(lái)不但可以去除小分子有機(jī)物,還可減緩膜的污染。利用陶瓷膜與活性炭集成工藝可吸附和分離水體中的污染物,防止膜污染,延長(zhǎng)過(guò)濾時(shí)間,增加過(guò)濾通量。
多孔陶瓷膜在水處理領(lǐng)域中前途無(wú)限,但為了提高陶瓷膜的性能,推動(dòng)陶瓷膜技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在制備技術(shù)的研究上還需進(jìn)一步增強(qiáng),如提高陶瓷膜材料的分離精度及分離穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)陶瓷膜表面性質(zhì)的調(diào)控、通過(guò)改變表面親疏水性及生物兼容性等以拓展陶瓷膜的應(yīng)用領(lǐng)域以及降低成本等。
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