水處理一般是指通過人為或自然現(xiàn)象改變水內(nèi)容物成分變化的過程,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)用于水處理等場所的過濾工作。
飲用水處理的目標(biāo)主要是氨、氮等微污染物;糖類、腐植酸、富里酸等天然有機物;藻類、細(xì)菌、粘土顆粒、有機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污染成分的來源不同,顆粒物的濃度、大小和表面化學(xué)性質(zhì)變化很大,針對不同的污染物,陶瓷膜需要跟其他工藝結(jié)合使用,才能達到最佳凈化效果。
陶瓷膜與臭氧集成工藝
在傳統(tǒng)的飲用水處理工藝中,一般會將臭氧作為消毒劑或生物活性炭過濾的預(yù)氧化劑使用。目前,對于臭氧陶瓷膜工藝的研究主要集中于臭氧對膜污染的控制和對天然有機物的去除。其工作機理為,臭氧或臭氧分解產(chǎn)生的羥基自由基與天然有機物發(fā)生反應(yīng),改變有機物的結(jié)構(gòu),從而降低膜過濾過程中有機物對膜的污染,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,進而形成一層多孔濾餅,減少膜的堵塞和使用周期,降低運行成本。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物等方面。大量研究表明,在過膜濾前添加絮凝劑和吸附劑可有效改善有機物和消毒副產(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膜聯(lián)合應(yīng)用。粉末活性炭可有效吸附天然有機物、嗅味物質(zhì)以及其他小分子類有機物,將粉末活性炭與膜工藝結(jié)合起來不但可以去除小分子有機物,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,延長過濾時間,增加過濾通量。
多孔陶瓷膜在水處理領(lǐng)域中前途無限,但為了提高陶瓷膜的性能,推動陶瓷膜技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在制備技術(shù)的研究上還需進一步增強,如提高陶瓷膜材料的分離精度及分離穩(wěn)定性、實現(xiàn)陶瓷膜表面性質(zhì)的調(diào)控、通過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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