博天环境集团股份有限公司300000
摘要:现阶段,随着社会的发展,科学技术的发展也突飞猛进。我国是一个水污染十分严重的国家,并且水资源十分的匮乏,无机陶瓷膜起源于上个世纪40年代,该技术一经推出就获得了很大的反响,在最近几年更是发展迅速,它包括的功能有透析、超滤以及气体分离等,在水处理过程中也得到了很大的应用,利用无机陶瓷膜比其他的有机膜更有优势,例如:耐高温、孔径分布均匀、稳定性好等等,这些特点也表明在进行水处理的时候更加的有效,针对于工业处理废水来说,国外都是采用高分子超滤膜的方式,但是这种方式的价格比较昂贵,同时对技术的要求也很高,因此不能够得到广泛的应用,如果利用无机陶瓷膜进行过滤的话,价格比较低,同时可再生性也会比较高,因此发展前景十分的广阔。
关键词:无机陶瓷膜;环保;水处理;应用
引言
不管世界如何变迁,水资源都是地球上最宝贵的资源之一,是所有生物赖以生存的基本物资之一。从古至今,人类城池的建立无不以河流依建,动物的迁徙无不以河水的枯涸作为基准。当代,由于人类对大自然的肆意破坏,水资源已成为全世界各国都备受关注的重大问题,如我国的南水北调工程,美国提出的全球水资源战略等。对于环保水的保护刻不容缓,我国在环保水的保护研究方面也提出了许多方案,经过综合比较之后,对于环保水处理效果最好的方案就是无机陶瓷膜。无机陶瓷膜的功能主要是对生活、工业中产生的废水进行清洁处理,使污水能够得到再次利用。本文主要介绍了无机陶瓷膜的生产过程以及在污水处理上的应用。通过此论文希望让更多的人了解中国的水资源状况,让更多的人加入到水资源保护行列。
1.无机陶瓷膜的制备
无机陶瓷的制备是发现无机膜的基础,现在已经成为研究的热点问题,对无机陶瓷膜的制备主要可以利用下面几种方法:(1)固态粒子烧结法。主要的过程是将固体颗粒磨成粉末,然后进行充分的混合制成坯,再进行高温烧结即可,要想制作成符合标准的无机膜就应该对温度、粒子大小都要进行一定的要求,因为这些方面都会对无机陶瓷膜产生影响。(2)溶胶—凝胶法。利用这种方法是目前来说最为重要的方法,将金属醇盐作为主要的原料,当溶剂溶解之后再进行快速的搅拌,然后在90到100摄氏度下加入酸,当经过了低温干燥之后就能够形成凝胶,将温度控制好就能够形成膜,如果将凝胶膜经过高温制成氧化物膜,那么就能够实现气体的分离与过滤,或者利用二次浸泡的方式进行改进,这也是制作无机膜的有效方式。(3)利用阳极氧化法。采用高纯度的金属箔,一面形成氧化膜,一面是用酸溶掉的多孔膜,经过热处理之后就能够形成稳定的氧化物膜,这种膜主要是应用于实验室中,这些制备方式的出现也能够说明科学的不断进步,相信以后会有更多新的技术出现。
2.无机陶瓷膜的制造方法
2.1固态粒子烧结法
固态粒子烧结法是制造无机陶瓷膜使用的最多的方法,此种方法的优势是制造过程简单。它的制造过程是先选取一定量的固体颗粒,将选好的颗粒进行打磨,使这些颗粒从固态变为粉末状。接着在这些细粉中加入可以使粉末混合的某种粘合剂,将他们充分混合之后做成坯的状态,做好了的坯需要在一个温度较低的室内排出坯内的水分。最后,干燥好了的坯在经过高温的烧结后,无机陶瓷膜就完成了。
2.2阳极氢化法
在实验室中,我们往往采用此种方法来制造无机陶瓷膜,这种膜的面积较其他几种膜的面积要小,它的制造过程是将大小合适的金属箔放在适量的呈酸性的电解质中,在经过阳极电解之后,金属箔的两个面都会发生改变,它的一个面会形成的氧化膜会有很多的孔,另一面的膜上的孔会较少但是孔的直径会比较大。如果想要使得到膜具有分布均匀的孔,就要对金属箔进行热处理,这样就能得到我们所需要的无机陶瓷膜。
2.3溶胶-凝胶法
在几种制造无机陶瓷膜的方法中,溶胶-凝胶法是最受重视的方法,此种方法的优势是制造出的无机陶瓷膜的膜孔的直径很小,最小可以达到一纳米,因此它的过滤功效最好。它的制造主要原料是金属醇盐。在一定量的有机溶液中加入适量的金属醇盐,迅速的搅拌混合液,使混合液中的金属醇盐能够完成充分的水解,这时候就会出现脱醇状态,这一过程称之为溶胶。要想使得到的溶胶达到一定的稳定状态,就需要将液体加热到九十至一百摄氏之间时,再在混合液中加入适量的强酸,将此时的液体通过低温干燥之后就能得到凝胶。这一过程被称为凝胶。最后,在高温中,再将再次干燥的凝胶进行煅烧,就能得到更有效的无机陶瓷膜。
3.无机陶瓷膜在环保水中的应用和处理效果分析
3.1于纺织业污水的处理效果
人们生活所必需要四个基本问题是:“衣、食、住、行”。所以纺织染业在所有工业中的比重值较高。在纺织业中,从纺织的原料获取到成品的浆洗,几乎每一个环节都离不开水。纺织业产生的污水不但数量庞大并且处理难度也大。由于纺织物在染色时会添加各种染色剂,从而使污水中的高聚物含量增加。但是在通过无机陶瓷膜处理后,污水中的高聚物几乎全都能被回收处理,能够有效的实现污水的净化,实现了水资源的循环使用。
3.2炼油厂的污水处理效果
在炼油厂排出的污水中,含有的物质多为炼油时产生的油渣,漏出的油和炼油的的时候使用的水,这三种的混合物也被称作“三泥水相”。如果这些产生的混合物没有经过处理排放,会对环境造成非常严重的影响,因为这些物质中不仅仅会产生油污,还会对河流甚至是土壤都造成破坏。但是现在,在经过无机陶瓷膜的有效清洁下,污水中的含油量和有害物质会大幅度的减少,减小对生态环境的影响。
3.3炼钢场污水处理效果
在钢的炼制过程中,会使用到一些油作为润滑的工具。因此在这种我类型的污水中,油脂分子是最主要的问题。但是,在污水通过无机陶瓷膜之后,每一升污水中的含油量会下降到九毫克左右,使排出后的污水中油的含量符合国家所规定的污水排放标准。因为这种处理方式造价低,操作也简单,一般国内的很多处于中等规模大小的工场都在使用。
3.4处理炼油厂三泥水相
利用三泥可以让炼油厂周边的土壤产生变化,甚至对周边水体形成污染,在三泥中有很多的污油,这些都可以进行回收,在一般的炼油厂中会利用污水处理工艺,将含油量降低,同时在含油中很多的都是乳化油,如果采用的方式不恰当就会受到不好的影响,利用膜分离技术在处理油水方面还是有着很大的优势的,经过对三泥的处理之后能够得到一些结论:采用陶瓷膜技术进行处理,能够降低水相的含油量为工业生产提供了方便。
结语
当前人们的生活丰富多姿,人们的需求也日渐增多,随着网络迅速的发展,我们可以足不出户的享受着很多服务。人类需求的增长也刺激着全球工业的发展,而水资源也随着全球的发展发生着变化。它开始从富有变得贫寒,从清净透明变得色彩斑澜。我们要做的不仅仅是享受当下,更要实现资源的可持续性发展。为了我们的明天,为了地球的明天,我们应该更加注重对水资源的保护。而无机陶瓷膜在很多方面都能起到净化水资源的作用,如在净化生活中清洁产生的废水等,它的发展前景一片明朗。我们要好好的利用无机陶瓷膜这有工具,让更多的生活、工业废水变为洁净水,来保护地球水资源,来保护我们的家园。
参考文献:
[1]孙颖.膜分离材料在含油废水处理中的研究进展[J].广东化工,2018,45(08):176-177.
[2]冯宗仁.无机陶瓷膜在环保水处理过程中的应用初探[J].山东工业技术,2018(03):235.
[3]刘栋梁.无机陶瓷膜在水处理中应用研究综述[J].化工设计通讯,2017,43(02):107.
[4]张超,樊震坤,杨东亮,张健,孟凡朋,王磊.无机陶瓷膜技术优势及市场分析[J].山东陶瓷,2016,39(06):6-9.