陶瓷膜过滤技术及其膜污染控制的研究
徐菁1,缪欣怡2,李洋2
(1.无锡市市政公用产业集团有限公司,江苏无锡214002;2.中国市政工程中南设计研究总院有限公司,湖北武汉 430000)
摘 要 膜处理技术由于操作控制方便,处理水量大,去除效率高而逐渐成为饮用水生产、污废水处理领域最有前途的水处理技术。近几十年来,陶瓷膜由于具有超越传统有机聚合物膜的优点而使得国内外学者对其展开广泛的研究,并在水处理领域取得了快速的发展。本文综述了陶瓷膜在饮用水生产、污废水处理方面的应用。针对陶瓷膜污染的问题,总结了目前主要的三种解决措施,并着重介绍了关于抗污染膜制备的研究,以期望为陶瓷膜在水处理领域的应用提供借鉴和指导。
关键词:饮用水;污废水;陶瓷膜;膜污染;膜污染控制
Ceramic Membrane Filtration Technology and Membrane Fouling Control:A Review
Abstract Membrane technology has become the most promising water treatment technology in the field of drinking water and wastewater due to its convenient operation and control, large capacity and high removal efficiency. In recent decades, ceramic membrane has been broad studied by domestic and foreign scholars because of their advantages over traditional organic polymer membrane. Ceramic membrane has made rapid development in the field of water treatment. This paper summarized the application of ceramic membrane in drinking water production and wastewater treatment. In view of the problem of ceramic membrane pollution, three main solutions were summarized, and the research on the preparation of anti pollution membrane was emphatically introduced, in order to provide reference and guidance for the application of ceramic membrane in the field of water treatment.
Keywords drinking water wastewater ceramic membrane membrane fouling membrane fouling control
引言
现如今,我国经济快速发展,工业化程度高,人口激增给自然环境带来了巨大的压力,水资源短缺日益加剧,水质问题越来越严重[1]。据生态环境部2020年中国生态环境统计年报报道,全国纳入调查的污水处理厂共有11055家,总处理污水量811.3亿吨。纳入调查的涉水工业企业共有73152家,共处理工业废水257.1亿吨,其中工业源废水中COD排放量为49.7万吨,NH3-N排放量为2.1万吨。分析以上数据,可以得知目前我国污水处理量大,工业废水占比高,COD、NH3-N等污染物排放量近年来虽有减少,但总量依然很大,这些污染物导致我国饮用水水源受到不同程度污染,常规水处理工艺并不能有效去除这些污染物。膜处理技术由于具有操作控制方便、占地面积小、处理水量大、去除效率高等优点而逐渐成为饮用水处理、工业废水处理领域中最有前途的水处理技术[2]。
目前,用于水处理研究的膜材料主要包括有机聚合物膜和无机膜(陶瓷膜),根据其孔径可分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透膜(RO)(如图1)[3]。相比起有机聚合物膜,陶瓷膜机械强度、耐酸碱腐蚀能力、运行通量、表面润湿性、可循环性、使用寿命、运行成本等方面具有明显优势(表1)。