探究陶瓷膜工艺在污水处理中的应用

周邢

摘要：陶瓷膜主要是无机材料处理后形成的非对称膜。类别包括有管式以及平板。管式膜在微孔的作用可以使得小分子物质更好透过，平板则主要利用压力差进行物质的筛选。陶瓷膜工艺可以很好地截留下无用物质，并且相较于传统的污染处理更为高效节约。当然也有对应的应用注意事项，具体包括催化剂的促进作用、工艺陶瓷膜去除污染物、构建纳米反应器、创新技术。

关键词：陶瓷膜工艺;污水处理;应用

引言

对于污水处理一直是广泛讨论的话题。特别在当前水资源短缺的情况下，做好污水处理工作也是对这一问题的一大解决措施。当然，陶瓷膜工艺的应用对于该项问题的解决具有突出的优势，但是仍然需要系统对该项工艺方法进行比较研究和分析，探讨出最为合理和合适的应用方法，从而更好地解决该项问题。

一、陶瓷膜工艺概述

陶瓷膜是是由无机的陶瓷材料经过处理最终形成的非对称膜。陶瓷膜一般会分为两大类型，主要为：管式陶瓷膜以及平板陶瓷膜。这其中管式陶瓷膜通常而言管壁密布着微孔，其在压力的作用下，原料液也会在膜管的内外侧流动，通过这样的途径，能够使得小分子物质更好的透过膜，而其中较大的分子物质则会被膜截留下来，从而也可以更好的达到分离大小分子的结果，同时实现浓缩的目的，且效果显著。这一方式在纯化和环保方面上也能达到更为高效的目的。另一种平板的陶瓷膜板面会密布着微孔，这两者的微孔密度有所差别，因此在一定的范围内所透过的物质和直径以及渗透率等都會不同，产生不同的结果，压力差会作为驱动力过滤。一定程度上将仅仅只允许部分物质的透过，在很大程度上会对大分子物质起到隔离的作用。陶瓷膜的分离作用更好、效率更高、效果也会更为稳定。更能够耐酸碱和有机溶剂的侵蚀，对于高温和污染的抵御也会更为有效。机械强度和再生性能都能够对于水处理起到重要的作用[1]。陶瓷膜见图1.

二、陶瓷膜工艺对于污水处理的作用

陶瓷膜过滤不需添加化学药剂并且还可以更好的去除掉水中的杂质，截留水中的细菌以及病菌等，充分使得饮用水的安全性得到保证。陶瓷膜可以很好的降低水的浊度系数以及有机质的含量，从而使得重金属的含量得以降低。也是对于污水处理所能发挥的重要功能。细菌的处理甚至可以达到百分之百，主要的去除依赖于膜孔进行截留，同时也会有吸附和斥力的作用，能够有效地对细菌进行处理。陶瓷膜表面负载铁元素之后可以提升有机物的去除率，苯酚水解可以产生离子和负电荷，从而使其去除率达到百分之六十，不会受到孔径的影响。原本用于污水处理的技术多为有机膜，但是有机膜普遍存在污染速率较快的问题，会在很大程度上影响其使用的年限以及寿命。而陶瓷膜则运行起来更为可靠，寿命也会更长，对于维护也将会更简单。成本较低[2]。

三、陶瓷膜在污水处理中的应用事项

（一）催化剂的促进作用

臭氧催化剂对于膜污染具有充分的控制促进作用，可以提高陶瓷膜的催化促进能力和控制效果。采用复合陶瓷膜还可以进行表面处理，发现负载臭氧可以氧化陶瓷膜表面的污染物，同时阻止其形成，并且这一环节还能够有效地减轻对于膜的污染程度。特别对于微元素的改性更能够合理的控制膜污染，催化臭氧对于陶瓷膜的减轻具有重要的作用。

（二）工艺陶瓷膜去除污染物

通过利用臭氧以及陶瓷膜的共同作用，均可以控制其污染情况，也可以更好的改善水质，使得水中的有机物和副产物得到去除和剥离。工艺去除污染物也能够发挥很好的去除效果，具体体现在，其孔径较小，使得截留的大分子物质更多，去除率也会更高，接触面积越大、时间越长、性能越好，其去除率也将会更高。工艺陶瓷膜相较于普通的陶瓷膜去除率将会高至百分之九十。同时也能够显著降低副产物体物含量[3]。

（三）构建纳米反应器

纳米反应器也能够起到充分的催化处理作用，能够有效的改变有机物的分子结构，减轻膜污染并且提高有机物的可生化性。陶瓷膜添加催化剂后可以通过水中溶解的臭氧同构孔膜来降低速率。臭氧的传质距离得到缩短，扩散的效率也会加快，臭氧以及催化剂接触的几率更大，又会提高催化反应。同时发挥催化和氧化两种功能，相当于无数个“纳米反应器”，简化了工艺流程又很好的除去水中的颗粒物质以及病原生物，自动化程度更高，运营和维护成本都得以降低。

（四）创新技术

对于陶瓷膜的探索还需要更多更切实际的技术支撑。陶瓷膜技术整体而言相较于传统膜技术更具优势，但是应用起来也具有一定的难度。特备在纳米反应器构建上，原本的理论仍然不够成熟，还需要更为深入的挖掘和完善。此外，对于处理后污水的应用范围也应当有更为具体的研究，提出更合实际的应用途径。能够使得污水处理后根据不同的特点和水平采取不同的应用方式[4]。对于陶瓷膜的技术应用应当有更多的标准规范，从而使其能够更好的落实，在技术的审核和管理上也不容忽视，保障污水处理的安全性[5]。为我国能源的有效利用和发展贡献力量。也是对于可持续发展战略的相应。陶瓷膜工艺设备见图2.

四、结束语

陶瓷膜工艺应用于污水处理当中可以很大程度上解决污水问题，节约利用水资源，但是也需要更深入的结合实际需求进行深入探讨。在接下来的研究中，可以对陶瓷膜工艺和污水处理的其它技术的结合进行研究。污水处理工序复杂，各有其要点与标准和规范，都需要更多的研究和新思路的提出，才能够真正做到为能源发展和有效利用共贡献力量。

参考文献：

[1]刘宝明，王夕希，顾艳芳，李雨平，姜莹莹，阮文权，缪恒锋.臭氧耦合陶瓷膜过滤对膜性能及出水消毒副产物的影响[J].环境科学学报，2020，40（09）：3224-3232.

[2]王磊，李卓君.老旧污水处理厂提标改造应用纳米陶瓷平板膜的实例分析[J].环境科技，2020，33（03）：44-47.

[3]武睿，孙国胜，范小江，张锡辉.陶瓷膜在水处理中的应用现状及展望[J].城镇供水，2019（04）：19-25+58.

[4]程仁振，邱立平，刘贵彩，卢立泉，邱琪，房军贤，李坤.陶瓷膜-反渗透工艺用于电镀废水深度处理[J].中国给水排水，2018，34（14）：41-45.

[5]黄付平， 覃岳隆， 黄智宁，等. 纳米陶瓷膜在工业园区污水处理工程中的应用[J]. 工业用水与废水， 2019， v.50;No.231（02）：83-86.

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