無機陶瓷膜

無機陶瓷膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無機或高分子材料，它能把流體分隔成不相通的兩個部分，使其中的一種或幾種物質能透過，而將其它物質分離出來。膜分離技術以其高效、節能、環保和分子級過濾等特性，已廣泛地應用於醫藥、水處理、化工、電子、食品加工等領域，成為本世紀分離科學中最重要技術之一，被公認為21世紀最重大產業技術之一的膜技術，是一種新興的綠色工業科技。

建立於無機材料科學基礎上的無機陶瓷膜具有聚合物分離膜所無法比擬的一些優點：耐高温，可實現在線消毒；化學穩定性好，能抗微生物降解。對於有機溶劑、腐蝕氣體和微生物侵蝕表現良好的穩定性。機械強度高，耐高壓，有良好的耐磨、耐沖刷性能；孔徑分佈窄，分離性能好，滲透量大，可反覆清洗再生，使用壽命長 ^[1]  。

①設備佔地面積大；

②適用於低濃度低難度廢水；

③運行可靠性不佳；

④操作複雜，受給水條件影響較大；

⑤出水只能排放，無法綜合利用；

陶瓷膜分離技術可單獨或與其它處理方法結合應用於以各種分離為目的的領域中。

含油廢水的處理：冷軋乳化液廢水、金屬脱脂液、切削液、焦化廢水、鹼煉洗滌廢水處理，電泳漆廢水處理等；

含金屬離子廢水處理：各種電鍍廢水，含鋅含鉻含銅廢水處理等；

酸鹼廢水：清洗液處理、酸洗液、鹼洗液的回收和濃縮；

含顆粒廢水的處理：鈦白粉洗滌液、催化劑顆粒回收、超細粉洗滌液中回收超細粉粒子等；

其他廢水處理：染料廢水、食品加工廢水的回收利用 ^[1]  。

1.鈦白廢水處理；

2.印鈔擦版廢水處理；

3.鋼鐵廠冷軋薄板生產線含油廢水處理；

4.油脂廠鹼煉洗滌廢水處理；

5.機械加工廠脱脂液、金屬切削液廢水處理；

6.電鍍廢水處理；

7.含貴重材料粒子的回收；

8.汽車行業塗裝廢水、脱膜劑、金屬切削液廢水處理。

陶瓷膜也稱GT膜，是以無機陶瓷原料經特殊工藝製備而成的非對稱膜，呈管狀或多通道狀。陶瓷膜管壁密佈微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內或膜外側流動，小分子物質(或液體)透過膜，大分子物質(或固體顆粒、液體液滴)被膜截留從而達到固液分離、濃縮和純化之目的。

在膜科學技術領域開發應用較早的是有機膜，這種膜容易製備、容易成型、性能良好、價格便宜，已成為應用最廣泛的微濾膜類型。但隨着膜分離技術及其應用的發展，對膜的使用條件提出了越來越高的要求，需要研製開發出極端條件膜固液分離系統，和有機膜相比，無機陶瓷膜具有耐高温、化學穩定性好，能耐酸、耐鹼、耐有機溶劑、機械強度高，可反向沖洗、抗微生物能力強、可清洗性強、孔徑分佈窄，滲透量大，膜通量高、分離性能好和使用壽命長等特點。

無機陶瓷膜在水處理中應用最大的障礙主要有二個方面，其一是製造過程複雜，成本高，價格昂貴；其二是膜通量問題，只有克服膜污染並提高膜的過濾通量，才能真正推廣應用到水處理的各個領域。

美國西雅圖環境科技公司研發的滌餌DEAR無機陶瓷膜系統，是在普通陶瓷膜研究的基礎上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無機陶瓷膜在水處理中應用的主要問題，使無機陶瓷膜應用於水處理成為可能。

(1) 獨有的雙層膜結構：滌餌DEAR無機陶瓷膜系統在在膜過濾層表面，通過溶膠一凝膠法制備TiO₂溶膠，採用浸漬提拉法在陶瓷膜上塗敷納米TiO₂光催化材料，使陶瓷膜表面具有“自潔”功能，減緩有機在膜表面積累和堵塞，一方面降低膜污染，另一方面提高陶瓷膜管強度和膜過濾通量，提高膜通量穩定性；Al₂O₃—ZrO₂複合膜結構：使膜管機械性能更加優良，由於材料本身的性能缺陷或製備過程中存在的一些實際問題，單一無機膜材料一般不能滿足實際需要，因此無機負載複合分離膜的研製得到迅速發展，滌餌DEAR無機陶瓷膜採用整體複合技術，通過溶膠凝膠法，製備Al₂O₃—ZrO₂複合膜，由於含ZrO₂材料與Al₂O₃、SiO₂和TiO₂等材料相比具有更好的機械強度、化學耐久性和抗鹼侵蝕等特性，無機陶瓷膜具有更強的機械強度和熱穩定性，而且複合膜的孔徑分佈窄，呈單峯。

(2) 可實現在線反衝，膜通量穩定：由於複合陶瓷膜獨特結構和機械性能，能有效承受0.4mp以下的反衝壓力，可實現在線反衝，從而獲得穩定的膜通量，克服了無機膜系統在水處理應用中價格高、易污染、膜通量小、設備龐大等問題，使無機陶瓷膜系統在水處理中應用成為可能。滌餌DEAR無機陶瓷膜是專為污水處理設計的，其最大特點是膜通量大，其運行膜通量是有機膜10-100倍，是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、機械強度高、耐污染、可實現在線反衝。

1.膜層厚度：50—60μm，膜孔徑0.01-0.5μm；

2.氣孔率：44—46%；

3.過濾壓力：0.15 Mpa，反衝壓力：0.7 Mpa以下；

4.膜材質：雙層膜，外膜TiO2；

5.內膜Al₂O₃—ZrO₂複合膜 ^[1]  。