陶瓷膜支撑体（共3篇）
陶瓷膜支撑体 篇1
传统的有机膜生产精致盐水的工艺是在化盐池制成饱和粗盐水, 经前折流槽加入适量氢氧化钠、次氯酸钠, 进入前反应池中, 控制粗盐水中游离氯的浓度为1-3ppm, 破坏其中的有机物。之后用泵送至加压溶气罐, 将压缩空气溶入其中。再经文丘里混合器在盐水中加入三氯化铁絮凝剂后进入预处理器, 将盐水中的镁和固形物除去。预处理器的浮泥通过底流进入盐泥槽, 经盐泥处理装置处理后其滤液回用。预处理器的上清液流入后反应槽, 加入纯碱液除去盐水中的钙后进入中间槽, 再由泵送入有机膜过滤器进行过滤, 得到合格的一次盐水。
有机膜过滤器其结构与管式过滤器相同, 其核心是薄膜滤芯, 它是在支撑笼骨上复以彭体聚四氟乙烯膜复合层。滤膜薄而多孔, 孔径接近于1微米, 需要低压过渡及低压反冲洗, 实行脉冲式运行, 过滤与反冲洗交替进行, 循环往复。
1 一次盐水质量好坏直接影响离子膜电解槽生产的平稳运行, 使用有机膜盐水过滤器目前还存在以下几方面缺点:
1.1 因有机聚合物微滤膜抗氢氧化镁及有机物污染的性能极
差, 需要对过滤盐水采用加压溶气浮上澄清桶进行预处理盐水, 占地面积大, 投资多。
1.2 生产运行时, 需加入三氯化铁、次氯酸钠等腐蚀性化学药
剂, 增加了系统设备和管道的腐蚀危害, 部分设备和管道受到腐蚀, 降低了使用寿命。
1.3 存在有机聚合膜的膜表面剥离、撕裂、腐蚀、孔径拉伸等现
象, 致使大颗粒物质没有过滤下来, 进入到二次盐水中, 堵塞螯合树脂塔过滤器, 造成盐水流量供应不足, 影响电解装置正常生产。
1.4 砂滤器、精滤器、预处理器等设备表层需要有纤维素涂层硅, 表层的纤维涂层硅进入一次盐水中, 会造成盐水的二次污染。
现在采用无机陶瓷膜法盐水精制工艺, 是基于多孔陶瓷介质的筛分效应而进行物质分离的技术, 通过对化学反应完全的粗盐水采用高效率的“错流”过滤方式进行膜分离过滤, 得到满足离子膜电解装置树脂交换塔进料要求的精制盐水。
2 工艺流程简述
来自界区外的淡盐水、工业水及滤液进入配水桶混合后, 由化盐给料泵经汽水混合器加热升温后, 送入化盐池化盐, 饱和粗盐水自流进入反应池, 在反应池盐水进口处折流槽内加入精制剂次氯酸钠、氯化钡、碳酸钠和氢氧化钠, 加药后粗盐水在反应桶中, 次氯酸钠将有机物氧化分解, 氯化钡与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀, 碳酸钠与粗盐水中的钙离子反应生成碳酸钙结晶沉淀, 氢氧化钠与粗盐水中的镁离子反应生成氢氧化镁胶体沉淀。完成精制反应的粗盐水自流进入中间池, 用陶瓷膜过滤供料泵经粗过滤器截留大于1.0mm机械杂质送往陶瓷膜过滤单元。
陶瓷膜过滤单元采用三级串联“错流”过滤方式, 由陶瓷膜过滤供料泵送来的粗盐水料液经过滤循环泵先送入陶瓷膜过滤器一级过滤组件过滤, 一级组件出来的浓缩液进入二级过滤组件过滤;二级过滤组件出来的浓缩液进入三级过滤组件过滤。各级过滤组件过滤出的精制过滤盐水通过陶瓷膜过滤器各级渗透清液出口排出, 在混合器中, 加入亚硫酸钠, 自流进入一次盐水贮槽, 再经由一次盐水泵送到螯合树脂塔进行二次精制。
3 无机陶瓷膜主要有如下优点
3.1 孔径分布窄, 分离精度高
无机陶瓷膜过滤器的过滤能力是一般有机聚合物膜过滤能力的2~5倍, 在某些特殊领域甚至可达20倍, 无机陶瓷膜过滤器无需要借助其它的固液分离设备或预处理工艺来达到净化液体的目的, 而是通过陶瓷膜一次过滤完成固液分离。采用50nm孔径的陶瓷超滤膜可以完全去除化盐水中的固体悬浮物, 使过滤盐水澄清透明, 利于离子膜电槽的高效运行。过滤器的过滤范围广, 被过滤的液体的沉淀物含量可从20ppm到25%均可被有效去除且滤液清澈。不会因为进液含固量的变动而变动, 滤液质量稳定可靠。
3.2 耐高温、耐酸碱、耐溶剂、耐氧化
陶瓷膜支撑体是采用高纯度进口α-Al2O3在1600℃以上高温情况下烧结而成, 具有广阔的操作温度, 其使用温度一般可达400℃, 最高可到800℃, 其适用介质p H的范围为0~14, 并且能在很强的氧化介质中使用。
3.3 机械强度高, 有良好的耐磨、耐冲刷性能
无机陶瓷膜可承受高达几十千克每平方厘米的操作压力, 并可以反向冲洗。具有极好的化学稳定性, 能耐酸、碱、盐溶液及有机溶剂和强氧化剂。优良的过滤特性使得其寿命长, 维修费用很低, 使用成本也大为降低。
3.4 渗透通量大无机陶瓷膜有很高的孔隙率, 高达35%以上,
因此其盐水通量很高, 其中50nm孔径的陶瓷超滤膜饱和氯化钠盐水通量大于700L/m2.h。可反复清洗及高温再生恢复渗透通量, 使用寿命长, 采用酸、碱清洗, 能有效的恢复膜渗透通量, 使用寿命可达5年以上。
3.5 采用错流过滤方式
错流过滤操作又称切线流操作, 与终端过滤方式相比, 这种方法对悬浮粒子的大小、密度、浓度的变化不敏感, 系统可长期连续运行, 无需频繁进行反冲洗及排出渣料, 适用大规模生产应用。
3.6 成套分离装备的运行能耗低、清洗再生费用低
通过膜组件有效的并联与串联组合, 极大的降低了单位膜面积的能耗。通过普通的物理清洗或化学清洗即可完成, 降低清洗费用。
4 经济效益
4.1 使用无机陶瓷膜工艺, 系统无需加入三氯化铁等腐蚀性化
学药剂, 减少了系统设备和管道的腐蚀危害, 三十万吨/年离子膜烧碱装置加入三氯化铁的运行费用为316000元 (生产一吨氢氧化钠需加入三氯化铁0.00025吨) 。
4.2 无机陶瓷膜工艺因不需要粗盐水沉降、预处理系统, 整个盐
水精制系统流程大大缩短, 设备也大幅度减少, 三十万吨离子膜烧碱一次盐水装置可节约投资:预处理器设备费1944700元;加压溶气罐设备费2台135000元;后反应器设备费233400元;空气缓冲罐设备费6000元;工艺管道费300000元;设备土建基础费1500000元。合计:1944700元+135000元+233400元+6000元+300000元+1500000元=4119100元。
4.3 由于不需要加压溶气、预处理器和后反应器等, 全套装置占
地面积小, 与有机膜装置相比, 占地面积可减少300平方米以上, 只占有机膜装置用地面积的40%。
4.4 高质量的盐水, 可使二次盐水螯合树脂塔的再生周期延
长, 再生周期从24小时可延长到72小时以上, 二次盐水螯合树脂塔每次再生需用纯水230m3, 每年节约纯水费用为181100元。减少再生费用和废水排放量60%以上, 同时, 还延长了螯合树脂塔树脂寿命, 保证和增加电解槽离子膜的寿命, 提高电流效率, 降低直流电消耗。
总之, 采用无机陶瓷膜法生产工艺比采用有机膜法生产工艺, 三十万吨/年离子膜烧碱节约费用为316000元+4119100元+181100元=4616200元。无机陶瓷膜盐水精制技术具有过滤精度高、滤后盐水质量好、出水水质稳定等优点, 同时还具有工艺简单、操作方便、
摘要：膜科学与技术是21世纪最有发展前途的高新技术之一。近30年来, 膜技术的应用范围遍及海水淡化、环境保护、石油化工、节能技术、清洁生产以及生物、医药、轻工、食品、电子、纺织、冶金等领域, 产生了巨大的经济效益和社会效益。同时对新的膜过程的研究也在不断深入, 逐渐完善和发展膜过程存在的不足。本文主要阐述了通过采用无机陶瓷膜盐水过滤器, 相对于传统工艺的盐水过滤器, 工艺流程简单, 操作方便, 过滤面积大, 装置占地面积小, 可节省较多投资。
关键词：陶瓷膜,有机膜,过滤面积
新型中空纤维陶瓷膜的制备方法 篇2
陶瓷膜与有机聚合物膜相比，具有许多独特的优点，如耐高温、耐化学腐蚀、机械强度高、孔径均匀分布窄、微观结构可控、使用寿命长等，因而可满足特别苛刻的使用要求，在石油化工、化学工业、冶金工业、食品工业、环境工程、新能源等领域有着广泛的应用前景，正日益受到重视[1,2]。但实用的陶瓷膜一般为非对称结构，膜制备工艺过程复杂(需分别制备支撑体、过渡层和分离层，并经多次高温热处理)，制造周期长，成本高[2]。另外，商品化陶瓷膜一般采用多通道管式构型，膜管壁厚，膜的装填密度低，导致单位体积有效过滤面积小(<300m2/m3)和分离效率低。近年来，新型中空纤维构型陶瓷膜受到广泛关注，中空纤维陶瓷膜除具有传统的陶瓷膜本身优点以外，还具有装填密度大、单位体积膜有效分离面积大(>1000m2/m3)、膜壁薄、渗透通量高和节省原料、易于实现分离设备小型化等优点[3,4]。新型中空纤维构型陶瓷膜的应用可望大大提高陶瓷膜分离性能。中空纤维陶瓷膜由于其独特的性能和结构特点，在用于废水(气)处理的无机分离膜、固体氧化物陶瓷膜燃料电池、微通道反应器、催化剂载体等领域的应用正受到越来越多的关注[5]。
本文在概括中空纤维陶瓷膜的结构与性能特点的基础上，综述了中空纤维陶瓷膜的制备研究进展，着重分析比较了不同制备方法的优缺点及其应用。
1 中空纤维陶瓷膜的特点
新型中空纤维陶瓷膜除具有陶瓷膜本身优点以外，与传统多通道或平板构型的膜相比，还具有以下突出优点：
1)装填密度高，单位体积膜有效过滤面积非常大，易于实现分离设备小型化[5,6]。例如，若膜直径为100μm，体积为0.3m3的组件内，可以容纳5000m2的膜面积，相同体积的卷式膜仅能容纳20m2，平板膜则仅5m2;即使陶瓷中空纤维膜直径更大一些，如1.5～2.5mm，也能轻易地达到1500～1000m2/m3的膜装填面积，远高于单通道管式或多通道管式膜装填密度(<500m2/m3)。因而中空纤维陶瓷膜分离效率将比传统构型陶瓷膜有显著提高。
2)膜管壁薄，流体渗透通量高。中空纤维膜管壁薄(100～500μm)，因而可减小膜渗透阻力和缩短渗透路径，提高流体渗透通量。此外，膜壁厚度远小于传统的管式和平板陶瓷膜(3～5mm)，可大大节省微粉原料。
3)应用灵活性好。中空纤维膜可根据实际应用需要采取内压式或外压式两种不同过滤方式。
2 中空纤维陶瓷膜的制备方法
2.1 模板法
模板法是以有机聚合物中空纤维(如聚丙烯和聚偏氟乙烯中空纤维等)或活化碳纤维为模板，先将经过预处理的模板浸入预先制备的稳定氧化物先驱体溶胶中，通过浸渍涂覆法，在纤维模板表面形成一层凝胶层，然后经干燥和高温烧成获得中空纤维陶瓷膜[7,8,9]。采用有机模板法制备中空纤维陶瓷膜时，根据模板微观结构的不同，可形成对称或非对称结构中空纤维陶瓷膜，如图1(a)和(b)[7,9]所示，为分别采用对称结构的聚丙烯和非对称结构的聚偏氟乙烯中空纤维为模板时制备的TiO2中空纤维膜微观结构。可以预见，非对称结构的形成将有助于降低膜的渗透阻力和提高膜渗透性。但模板法制备中空纤维陶瓷膜，需要预先采用金属醇盐制备稳定的聚合物溶胶，并往往需要经多次涂覆才能获得合适厚度的凝胶层，工艺过程复杂，制备的膜易开裂和变形，不适合大规模生产，主要用于实验室中空纤维膜制备。
2.2 静电纺丝法
静电纺丝法是在高压静电作用下，使金属醇盐聚合物溶胶通过带内插管的中空针状纺丝头流出而成型，并通过注射芯液形成中空结构[10,11]。采用该法制备TiO2纳米中空纤维的纺丝装置和过程示意图如图2(a)所示，图2(b)和(c)分别为制备的Ti O2纳米中空纤维的TEM和SEM微观结构图[11]。该法的优点是可连续成型，因而适用于大批量陶瓷中空纤维制备。目前，静电纺丝法已成功用于ZrO2、Al2O3、TiO2、BaTiO3、La2CuO4等多种材质纳米陶瓷中空纤维的制备[12,13]。但采用该法制备的陶瓷中空纤维一般呈对称微观结构，用于分离过程时不利于提高膜渗透性;也需要预先制备聚合物溶胶，形成的中空纤维先驱体在干燥和烧成过程中，收缩较大，导致制备的纤维易开裂甚至断裂。更为重要的是，静电纺丝过程一般在10kV以上的高压下进行，对设备要求较高。因此，静电纺丝法一般主要用于纳米陶瓷中空纤维的制备，制备的纳米纤维在催化、药物释放、射流技术、分离与净化、气体储存、能量转换和气体传感器及环境保护等领域有着广阔的应用前景[11]。
2.3 挤压成型法
挤压成型法制备中空纤维陶瓷膜的方法和过程与单通道管式陶瓷膜类似，仅模具形状和尺寸大小不同。其制备过程如下：首先将适当质量配比的陶瓷粉料、添加剂(包括塑化剂、润滑剂、粘结剂和分散剂等)和水混合均匀后，经真空练泥制成塑性泥料，然后将泥料置于合适湿度的密闭环境中陈腐24h以上，利用各种成型机械进行挤压成型，最后进行干燥和高温烧成[14,15]。采用挤压成型法时，泥料被挤出机的螺旋或活塞挤压向前、经过成型模具出来达到要求的形状。制品形状和尺寸取决于模具挤出嘴形状和相关尺寸。采用挤压成型法制备中空纤维膜时，可通过改变陶瓷粉体粒径和泥料配方组成，尤其添加剂种类和用量，轻易地调控膜的孔结构和孔隙率。还可在挤压成型过程中通过调节挤出压力、速率和真空度等工艺参数，以获得无缺陷、表面光滑、形状规整的中空纤维陶瓷膜坯体。挤出成型法广泛用于各种陶瓷材料的制造，技术成熟，适用于大规模工业化生产。但制备的中空纤维陶瓷膜为对称结构，管壁较厚，用作微滤膜或超滤膜时，渗透通量低。因此，挤压成型法多用于中空纤维复合陶瓷膜支撑体制备[16]。要获得高渗透性的复合膜，还需采用合适的方法在中空纤维大孔陶瓷膜支撑体上制备功能膜层。因而，其制备方法与管式复合陶瓷膜类似，过程复杂，需经多次热处理，周期长，成本高。
2.4 相转化法
所谓相转化法制膜，就是制备一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法使溶液中的溶剂与周围环境中的非溶剂发生传质交换，改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变成一个三维大分子网络式凝胶结构，该凝胶结构中聚合物是连续相，分散相为聚合物稀相洗脱后留下的孔状结构。这种相转化的工艺，既可用于非对称结构的微滤膜、超滤膜及反渗透膜等的制备，也可适用于对称结构或非对称的微孔滤膜制备。相转化法膜制备工艺始于上世纪六十年代Loeb和其合作者[17]的研究，他们首次采用相转化法制备了非对称结构的反渗透膜，从而使聚合物分离膜有了工业应用的价值。自此以后，相转化法制膜被广泛的研究，这种方法操作简单，通过改变相转化法中各种参数条件可以得到不同结构形貌的聚合物分离膜。这些膜已被广泛应用于流体分离、反渗透、透析、超滤、纳滤及气体分离等多种膜分离应用领域里。
将相转化法应用于中空纤维陶瓷膜制备的报道最早见于20世纪90年代初，Lee和Kim[18]在湿法纺丝的基础上，采用相转化法通过一次成型制备了非对称结构的Al2O3中空纤维陶瓷膜。在干/湿法纺丝的基础上，通过制备相转化法中空纤维陶瓷膜的方法与中空纤维聚合物膜制备方法类似，其过程如图3所示，具体过程如下[5]：
1)将陶瓷粉体、聚合物、溶剂和非溶剂添加剂混合均匀制备粘度适当的纺丝铸膜浆料;
2)将制备的铸膜浆料加入纺丝装置浆料罐中，先抽真空排除残余气泡，然后通芯液(内胶凝剂)，并通过流量计控制从纺丝头内管流出的芯液流速，最后施加氮气压力将抽真空后浆料挤入纺丝头;
3)从纺丝头喷出的湿膜经过一段空气(或其它控制气氛)间隙后浸入外凝固浴(外胶凝剂)中进行胶凝固化(正因为如此才称为干/湿法纺丝，如果纺丝头喷出纤维不经过空气间隙而直接浸入外凝固浴中，则称为湿法纺丝)。
相转化法中空纤维陶瓷膜的制备本质上就是有机物高分子辅助的陶瓷膜成型方法，纺丝过程中挤出的湿膜两侧分别与外凝固浴和芯液接触时，浆料中的溶剂与非溶剂(凝固浴和芯液)进行物质交换使有机聚合物发生分相而固化成膜，最后经干燥和高温烧结除去有机物质后，获得中空纤维陶瓷膜[5,6]。相转化法制备中空纤维陶瓷膜过程中，在芯液和外凝固浴的共同作用下，分相过程从膜腔和膜外侧同时发生，铸膜浆料组成、粘度和纺丝参数(浆料挤出速率、芯液流速、空气间隙、内外胶凝剂组成和温度等)都对分相过程有着重要影响，从而影响着膜的最终结构与性能。采用相转化和高温烧结相结合的方法，可通过一步成型和一次高温烧结制备对称和非对称结构的中空纤维陶瓷膜。如图4[5]所示，在不同的制备工艺条件下，可获得完全不同的ZrO2中空纤维膜微观结构。正是由于相转化法在中空纤维陶瓷膜制备方面具有过程简单易于控制、成本低、制备的膜微观结构可控和可通过一步成型获得非对称结构的高渗透性膜等优点，因而，近几年来，相转化法与高温烧结相结合的中空纤维陶瓷膜制备方法受到极大的关注，成为中空纤维陶瓷膜制备的主要方法[5,19,20,21,22]。
3 结语
陶瓷膜支撑体 篇3
城市生活污水具有水量大、排放集中、水质较为稳定的特点,是一种潜在的可再生水资源。城市缺水制约着经济的发展,生活污水经过处理,再生后可在一定范围内重复使用的、达到一定水质标准的非饮用水,即中水回用,是解决水源短缺的一种途径。
近年来,膜生物反应器工艺(Membrane Bioreactor,M BR)作为一种日益成熟的技术,被频繁用于中水回用项目中,其具有出水水质稳定、运行成本低廉、操作简易、便于维护等特点,出水水质符合国家中水回用标准。
无机膜的材质以陶瓷居多,相较于有机膜具有抗腐蚀性高、耐污染性强、化学稳定性佳、孔径分布窄、机械强度大等特点。在MBR的运行过程中,无机陶瓷平板膜可以实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的充分分离[1],同时较低的污泥负荷使剩余污泥产量极低,理论上可实现污泥的零排放,且出水水质较稳定。文中试验以无机陶瓷平板膜为主体的MBR法处理生活污水的效果进行相应研究。
1 试验材料与方法
1.1 试验装置与流程
试验装置示意图如图1所示。该试验原水为人工模拟合成,通过高位水箱进入平衡水箱,平衡水箱采用浮球阀控制反应器液面高度。反应器尺寸为300mm×60mm×450mm,有效容积为8L。水力停留时间(HRT)为8h,处理水量为1L/h,温度维持在16~25℃。反应器持续曝气,间歇出水:10min出水,2min反洗,气水比为20∶1,不排泥。
1.2 试验膜片的选用及膜片的工作原理
该试验所采用的膜是由日本明电舍公司提供的板状陶瓷无机膜,其工作原理如图2所示。
陶瓷平板膜的内部设有集水竖管,膜两端设有集水横管。一端的集水横管口与抽吸泵相连,在泵的抽吸作用下,原水从膜两侧的表面进入,其中的悬浮物、细菌等被膜截留。处理水经集水竖管,在集水横管汇合,被泵抽出。陶瓷平板膜各项参数如表1所示[2]。
1.3 试验进水水质
试验原水水质按照典型生活污水水质进行人工配水,试验原水水质组成成分和特征如表2和表3所示。
mg/L
1.4 水质分析方法
依照《水和废水监测分析方法》(第4版)进行试验的水质分析,测试项目及方法如表4所示。
2 结果与讨论
2.1 试验装置的去除效果
反应器中接种的活性污泥为取自抚顺三宝屯污水厂二沉池的回流污泥,MLSS维持在7000mg/L[3]。试验投入运行共20d,在膜压差为30k Pa的条件下,该试验装置对废水中COD、NH4+-N、TP的去除效果如下。
2.1.1 COD的去除效果
反应器中COD去除效果随运行时间的变化如图3所示。反应器启动初期,MBR对COD的去除效果不佳,去除率在60%左右。运行10d后,出水的COD趋于稳定,去除率维持在75%以上。这说明试验运行的前10d,无机陶瓷平板膜还没适应废水中污染物颗粒的大小,然而随着时间的累积,膜片孔隙中逐渐凝聚微小颗粒,使膜孔变小,过滤系统由微滤逐渐向超滤、纳滤转化,对污染物颗粒的截留作用增强,故而COD的去除效果增强。
2.1.2 NH4+-N的去除效果
原水的氨氮主要来自于人工配水投放的氯化铵,由于高位水箱容积较大,原水需隔夜存放,有机物会水解酸化,p H值降低,从而抑制硝化反应进行,所以配水时加入一定的Na HCO3来控制p H值,以保证氨氮的去除率。试验中,氨氮的去除情况如图4所示。由图4可知,氨氮去除率稳定在85%左右。能够达到氨氮的高去除率主要是由于原水氨氮的初始浓度较低,硝化反应较易进行,其次是由于陶瓷膜的高效截留作用,微生物几乎全部被截留在反应器内,污泥龄长,有利于硝化细菌的生长,进而增强了硝化性能。然而,水中的氨氮是以水合氨离子的形式存在的,可自由穿过膜孔,所以对去除氨氮起主要作用的是其中的活性污泥而非无机陶瓷平板膜。
2.1.3 TP的去除效果
与氮的去除一样,磷的去除主要也是依赖生物作用进行的。生物除磷主要是通过聚磷菌吸收废水中的溶解性磷酸盐,合成多聚磷酸盐贮存在体内,通过系统排泥达到除磷的目的[4]。由于该试验除正常的膜清洗和定期污泥取样外,不进行排泥,故而试验装置中的磷主要是为维持微生物正常的新陈代谢及新细胞的生成,而被微生物所吸收,才得以去除。反应器中TP去除效果随运行时间的变化如图5所示。由图5可知,MBR对总磷的去除率为29.17%~37.89%,系统平均去除率为33.54%。
2.2 膜的污染及清洗
2.2.1 膜污染的界定
通常,膜污染是指滤液中的某些组分在膜表面或膜孔中发生物理化学变化,从而引起污染物吸附或凝聚在膜的表面或膜孔内,造成膜的孔径减小甚至堵塞,致使膜的过滤性能下降的现象[5]。
试验通过测量跨膜压差(TMP)来界定膜片是否污染。引起TMP增大的原因主要有2个:
1)膜片对悬浮物质的截留作用使反应器中的泥水混合物逐渐浓缩,污泥浓度增大,TMP升高,但此时膜片仍具有一定的通透性;
2)在反应运行一段时间后,污染物质造成膜片阻塞,此时膜片被污染,必须对其进行清洗。
该试验排除污泥浓度增加引起TMP升高的可能,控制膜通量不变,当TMP由正常工作的0~30k Pa达到60k Pa以上,认为膜片已被污染,需将其取下进行清洗。
2.2.2 膜片的清洗
无机陶瓷平板膜由于其主要成分为Al2O3,具有良好的机械强度,所以可采用水力冲洗和毛刷刷洗的物理清洗方法,使膜表面粘附的尺寸较大的污染物与膜分离,从而达到一定的清洗效果。
如若物理清洗之后,膜片仍不能很好地恢复通透性,则可采用化学清洗方法进一步处理膜片。化学清洗包括酸洗、碱洗和强氧化剂清洗[6]。该试验将污染膜片浸泡在0.1mol/L的HCL溶液中12h,利用扫描电镜(SEM)对污染后膜片和清洗后膜片的表面及内侧情况进行观察,扫描结果如图6所示,从扫描结果可以看出清洗后的膜片膜孔清晰可见,膜片较为清洁。
3 结语
1)采用无机陶瓷平板膜为主体的MBR处理装置对典型生活污水进行处理,发现该试验装置能够有效去除原水中的COD,去除率达到75%以上,在试验条件下出水COD在100mg/L以下。
2)该试验对氨氮的去除效果较理想,由于膜的高效截留作用,提高了硝化细菌的浓度和稳定性,进而提高了硝化性能,使氨氮的去除率可稳定在85%左右。但是由于试验装置只有好氧硝化段,缺少厌氧反硝化段,所以其脱氮性能并不完善。
3)该试验的除磷效果较差,TP的平均去除率为33.54%。这是由于该MBR装置污泥龄较长,系统不排泥,使聚磷菌停留在系统内,尽靠自身代谢达到微弱除磷效果。
4)采用物质浓度为0.1mol/L的HCl溶液浸泡被污染的膜片12h,便可对污染膜片实现有效的清洗。
参考文献
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