無(wú)機(jī)陶瓷膜超通量陶瓷膜

陶瓷膜也稱GT膜，是以無(wú)機(jī)陶瓷原料經(jīng)特殊工藝制備而成的非對(duì)稱膜，呈管狀或多通道狀。陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動(dòng)，小分子物質(zhì)(或液體)透過膜，大分子物質(zhì)(或固體顆粒、液體液滴)被膜截留從而達(dá)到固液分離、濃縮和純化之目的。

在膜科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域開發(fā)應(yīng)用較早的是有機(jī)膜，這種膜容易制備、容易成型、性能良好、價(jià)格便宜，已成為應(yīng)用最廣泛的微濾膜類型。但隨著膜分離技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)膜的使用條件提出了越來(lái)越高的要求，需要研制開發(fā)出極端條件膜固液分離系統(tǒng)，和有機(jī)膜相比，無(wú)機(jī)陶瓷膜具有耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑、機(jī)械強(qiáng)度高，可反向沖洗、抗微生物能力強(qiáng)、可清洗性強(qiáng)、孔徑分布窄，滲透量大，膜通量高、分離性能好和使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

無(wú)機(jī)陶瓷膜在水處理中應(yīng)用最大的障礙主要有二個(gè)方面，其一是制造過程復(fù)雜，成本高，價(jià)格昂貴；其二是膜通量問題，只有克服膜污染并提高膜的過濾通量，才能真正推廣應(yīng)用到水處理的各個(gè)領(lǐng)域。

美國(guó)西雅圖環(huán)境科技公司研發(fā)的滌餌DEAR無(wú)機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)，是在普通陶瓷膜研究的基礎(chǔ)上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無(wú)機(jī)陶瓷膜在水處理中應(yīng)用的主要問題，使無(wú)機(jī)陶瓷膜應(yīng)用于水處理成為可能。

1.鈦白廢水處理；

2.印鈔擦版廢水處理；

3.鋼鐵廠冷軋薄板生產(chǎn)線含油廢水處理；

4.油脂廠堿煉洗滌廢水處理；

5.機(jī)械加工廠脫脂液、金屬切削液廢水處理；

6.電鍍廢水處理；

7.含貴重材料粒子的回收；

8.汽車行業(yè)涂裝廢水、脫膜劑、金屬切削液廢水處理。

①設(shè)備占地面積大；

②適用于低濃度低難度廢水；

③運(yùn)行可靠性不佳；

④操作復(fù)雜，受給水條件影響較大；

⑤出水只能排放，無(wú)法綜合利用；

陶瓷膜分離技術(shù)可單獨(dú)或與其它處理方法結(jié)合應(yīng)用于以各種分離為目的的領(lǐng)域中。

含油廢水的處理：冷軋乳化液廢水、金屬脫脂液、切削液、焦化廢水、堿煉洗滌廢水處理，電泳漆廢水處理等；

含金屬離子廢水處理：各種電鍍廢水，含鋅含鉻含銅廢水處理等；

酸堿廢水：清洗液處理、酸洗液、堿洗液的回收和濃縮；

含顆粒廢水的處理：鈦白粉洗滌液、催化劑顆?；厥?、超細(xì)粉洗滌液中回收超細(xì)粉粒子等；

其他廢水處理：染料廢水、食品加工廢水的回收利用 。

無(wú)機(jī)陶瓷膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無(wú)機(jī)或高分子材料，它能把流體分隔成不相通的兩個(gè)部分，使其中的一種或幾種物質(zhì)能透過，而將其它物質(zhì)分離出來(lái)。膜分離技術(shù)以其高效、節(jié)能、環(huán)保和分子級(jí)過濾等特性，已廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、水處理、化工、電子、食品加工等領(lǐng)域，成為本世紀(jì)分離科學(xué)中最重要技術(shù)之一，被公認(rèn)為21世紀(jì)最重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)之一的膜技術(shù)，是一種新興的綠色工業(yè)科技。

建立于無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)上的無(wú)機(jī)陶瓷膜具有聚合物分離膜所無(wú)法比擬的一些優(yōu)點(diǎn)：耐高溫，可實(shí)現(xiàn)在線消毒；化學(xué)穩(wěn)定性好，能抗微生物降解。對(duì)于有機(jī)溶劑、腐蝕氣體和微生物侵蝕表現(xiàn)良好的穩(wěn)定性。機(jī)械強(qiáng)度高，耐高壓，有良好的耐磨、耐沖刷性能；孔徑分布窄，分離性能好，滲透量大，可反復(fù)清洗再生，使用壽命長(zhǎng) 。

(1) 獨(dú)有的雙層膜結(jié)構(gòu)：滌餌DEAR無(wú)機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)在在膜過濾層表面，通過溶膠一凝膠法制備TiO₂溶膠，采用浸漬提拉法在陶瓷膜上涂敷納米TiO₂光催化材料，使陶瓷膜表面具有“自潔”功能，減緩有機(jī)在膜表面積累和堵塞，一方面降低膜污染，另一方面提高陶瓷膜管強(qiáng)度和膜過濾通量，提高膜通量穩(wěn)定性；Al₂O₃—ZrO₂復(fù)合膜結(jié)構(gòu)：使膜管機(jī)械性能更加優(yōu)良，由于材料本身的性能缺陷或制備過程中存在的一些實(shí)際問題，單一無(wú)機(jī)膜材料一般不能滿足實(shí)際需要，因此無(wú)機(jī)負(fù)載復(fù)合分離膜的研制得到迅速發(fā)展，滌餌DEAR無(wú)機(jī)陶瓷膜采用整體復(fù)合技術(shù)，通過溶膠凝膠法，制備Al₂O₃—ZrO₂復(fù)合膜，由于含ZrO₂材料與Al₂O₃、SiO₂和TiO₂等材料相比具有更好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)耐久性和抗堿侵蝕等特性，無(wú)機(jī)陶瓷膜具有更強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，而且復(fù)合膜的孔徑分布窄，呈單峰。

(2) 可實(shí)現(xiàn)在線反沖，膜通量穩(wěn)定：由于復(fù)合陶瓷膜獨(dú)特結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，能有效承受0.4mp以下的反沖壓力，可實(shí)現(xiàn)在線反沖，從而獲得穩(wěn)定的膜通量，克服了無(wú)機(jī)膜系統(tǒng)在水處理應(yīng)用中價(jià)格高、易污染、膜通量小、設(shè)備龐大等問題，使無(wú)機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)在水處理中應(yīng)用成為可能。滌餌DEAR無(wú)機(jī)陶瓷膜是專為污水處理設(shè)計(jì)的，其最大特點(diǎn)是膜通量大，其運(yùn)行膜通量是有機(jī)膜10-100倍，是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、機(jī)械強(qiáng)度高、耐污染、可實(shí)現(xiàn)在線反沖。

1.膜層厚度：50—60μm，膜孔徑0.01-0.5μm；

2.氣孔率：44—46%；

3.過濾壓力：0.15 Mpa，反沖壓力：0.7 Mpa以下；

4.膜材質(zhì)：雙層膜，外膜TiO2；

5.內(nèi)膜Al₂O₃—ZrO₂復(fù)合膜 。2100433B

無(wú)機(jī)陶瓷膜的研究始于20世紀(jì)40年代，80年代后期的研究取得了突破性的進(jìn)展。我國(guó)無(wú)機(jī)陶瓷膜和分離技術(shù)的研究起步較晚，但發(fā)展速度較快。由于具有效率高，耐高溫，運(yùn)行可靠和化學(xué)穩(wěn)定性好等一些列等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)機(jī)陶瓷膜技術(shù)的前景十分廣闊。?無(wú)機(jī)陶瓷膜與高分子有機(jī)膜比較具有以下特點(diǎn)：?

a、無(wú)機(jī)陶瓷膜孔徑分布窄，其分布呈正態(tài)分布，誤差±10%內(nèi)的孔徑占80%以上，如0.05μm膜，0.049μm-0.051μm之間的膜孔徑占所有膜孔徑總數(shù)的80%，保證了所用膜處理效果的穩(wěn)定性；這一點(diǎn)與有機(jī)膜有較大區(qū)別，有機(jī)膜一般是以截留分子量來(lái)表征膜孔徑的，其孔徑分布也一般以平均分布為主。?

b、無(wú)機(jī)陶瓷膜的孔隙率高，達(dá)35%-40%，保證了高的膜通量；?

c、無(wú)機(jī)陶瓷膜分離層結(jié)構(gòu)更合理，分離層及支撐層共4層，孔徑分別為5-10、1.0、0.6、0.2μm，形成了真正意義上的梯度膜或稱不對(duì)稱膜，提高了膜的抗污染能力，起分離作用的分離層更薄，為20μm厚，膜清洗也更簡(jiǎn)單方便；而有機(jī)膜一般均為對(duì)稱膜，抗污染能力差，進(jìn)膜需經(jīng)過嚴(yán)格的預(yù)處理；?

d、無(wú)機(jī)陶瓷膜的強(qiáng)度大，膜層最高可耐壓16bar，支撐體最高可耐壓30bar，不易損壞，保證了使用膜處理時(shí)的效果及處理質(zhì)量的穩(wěn)定性；?????

e、無(wú)機(jī)陶瓷膜高絕緣性能；?

f、無(wú)機(jī)陶瓷膜的使用壽命長(zhǎng)，一般在5年以上，而有機(jī)膜的一般使用壽命為3~6個(gè)月；?

g、無(wú)機(jī)陶瓷膜的化學(xué)穩(wěn)定性（pH使用范圍為0~14）和熱穩(wěn)定性（最高可達(dá)400℃）均優(yōu)于有機(jī)膜，可使用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和強(qiáng)氧化劑作為清洗劑，清洗再生更方便容易；并可直接進(jìn)行蒸氣殺菌。而有機(jī)膜一般均不能在高溫、強(qiáng)堿或強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑條件下運(yùn)行。?????

從國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)表明，在造紙廢液處理過程中使用膜均要使用強(qiáng)氧化劑雙氧水或次氯酸鈉進(jìn)行清洗，而有機(jī)膜最怕的就是與強(qiáng)氧化劑接觸，而且一般要求在停機(jī)24小時(shí)以上時(shí)要將有機(jī)膜浸泡在1%亞硫酸氫鈉溶液（還原劑）中保存，以防止空氣氧化；同時(shí)陶瓷膜的親水性也強(qiáng)于大多數(shù)的有機(jī)膜，這就保證了陶瓷膜在處理水時(shí)比有機(jī)膜更高的透水性能與單位面積的滲透通量 。

美國(guó)西雅圖環(huán)境科技公司研發(fā)的滌餌DECLEAN無(wú)機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)，是在普通陶瓷膜研究的基礎(chǔ)上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無(wú)機(jī)陶瓷膜在水處理中應(yīng)用的兩個(gè)最大障礙（價(jià)格昂貴、膜通量?。篃o(wú)機(jī)陶瓷膜應(yīng)用于水處理成為可能。2100433B