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* 来源 : * 作者 : * 发表时间 : 2022-06-18 1:01:51 * 浏览 : 63

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张家界净水器定制这种吸附和沉积是陶瓷膜与料液中的组分之间以及吸附在陶资膜面上的组分与料液中的其他组分之间相互作用的结果这种作用有物理化学作用,也可能有生物作用,作用的程度与组分的浓度、电荷性、洛液的pH值等有关。就膜分离过程而言,一旦料液与膜接触,膜污染即开始。对于微滤陶瓷膜,这一影响不十分明显,它以溶质粒子聚焦与墙孔为主[615而对于超滤陶瓷膜,若膜材料选择不合适,此影响相当大,与初始纯水相比,透水率可降低20%~40%的。操作运行开始后,产生浓度差极化现象,尤其在低流速、高溶质浓度情况下,在膜面达到或超过榕质饱和溶解度时,便有凝胶层形成,导致膜通量不依赖于所加的压力,引起膜通量的急剧降低,在此种状态下运行的膜用后必须进行清洗以恢复其性能。李红兵等认为造成陶瓷膜污染主要有个原因:陶瓷膜的性质、浓度差极化和料液的组成[础。陶瓷膜的性质、浓度差极化的影响能使溶质在陶瓷膜的表面吸附沉积,料液组成可以对陶瓷膜污染的程度产生影响。陶瓷膜污染的防治措施基本包含种:1)对料液进行预处理、改善料液特性对陶瓷膜污染的防治有很大的作用。料液中常含有元机物、有机物、微生物和胶体等杂质问,对陶瓷膜产生不利影响,因此要对料液进行预处理,在工艺中增加相应的预处理过程以除去优势污染物,使陶资膜污染减少到程度。2)改善陶资膜的性质,提高陶瓷膜的亲水性。研究表明,陶瓷膜材料的亲水性对陶瓷膜抗污染性能具有很大影响,亲水性膜受吸附影响较小,能产生更大的膜渗透通量。

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在我国城市由于输水管道的锈蚀特别是大多数高层住宅的居民饮用的都是蓄水池水自来水的二次污染相当严重自来水中的细菌指标、固体含量指标都超出了国家饮用水标准更不用说用作直接饮用生水.而广大农村很多人饮用的仍然是未经过处理的水.膜分离技术是饮用水净化和工业用纯水制备工艺中一种先进、方便的分离技术尤其是无机陶瓷膜更具有良好的耐腐蚀性、耐高温性、无污染、易清洗、寿命长等优点因此近年来无机陶瓷膜在饮用水中应用的研究愈来愈受到重视国际上使用陶瓷张家界滤芯用于饮用水净化的有英国Fairey工业陶瓷有限公司、瑞士Katadyn和韩国的高丽(Ko2ea)陶瓷株式会社其中Fairey(Doulton牌)是国际上最富盛名的张家界家用净水器生产商已经有150多年的生产历史.目前在国际上有部分学者致力于梯度陶瓷膜的研究.Darcovich等通过对浆料的沉降分离法制备出直径45mm厚3.3mm的α-氧化铝的薄片样品.Nijmeijer等利用离心法制备出长13cm直径16mm的α-氧化铝陶瓷膜管但由于所用的粉料是一种规格的所以制成的管并非完全梯度变化的.黄肖容等采用熔模离心法一次成型制得了一种孔径沿径向梯度分布的不对称氧化铝膜管.本文采用硅藻土梯度陶瓷膜装成了饮用水陶瓷膜净化装置对民用自来水进行了净化处理.1实验部分以广州市自来水为净化用原水用顺德市泉之源实业有限公司生产的硅藻土梯度陶瓷膜张家界滤芯组装成净水装置张家界滤芯为标准10英寸张家界滤芯有效长度为225mm外径54mm壁厚7mm内径40mm平均孔径为0.15μm控制层在内表层有效过滤面积为010283m2孔隙率为68%.采用死端过滤.测定方法是堵塞后将张家界滤芯拔出取下在自来水下以小水流一边冲洗一边用百洁布刷洗张家界滤芯表面将沉积在表面层的污染物滤饼连同被堵塞的陶瓷膜孔一起刷掉露出新的陶瓷膜管表面冲洗干净后再将张家界滤芯装回其出水流量恢复.测定净化前后水的细菌含量、杂质含量的变化以及无机膜的分离性能、使用寿命、膜污染及清洗性能.通量以单位时间内通过单位膜面积的液体体积表示.操作条件:温度为室温20~30℃水压为0.1~0.38MPa共运行600h清刷100次共净化51125m3原水.平均每刷一次净化512L清刷100次后张家界滤芯直径变为48mm壁厚减薄3mm在0.1MPa的水压下刷后初始通量介于1.58~2.5m3/(m2·h).图1是陶瓷膜净水过程示意图.2结果与讨论2.1硅藻土梯度陶瓷膜的微观组织硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩其内部有无数间隙的小孔、孔隙率极高达80%~90%是一种良好的工业滤剂.由于其特殊的结构、构造广泛应用于轻工、化工、建材、石油、医药卫生等部门.食品工业上用作过滤材料.本文所用的梯度陶瓷膜就是由硅藻土经过1200℃以上高温烧结而成的梯度陶瓷膜张家界滤芯的渗透通道不仅仅是硅藻土颗粒之间形成的孔道而且硅藻土颗粒内部的微孔也会与硅藻土颗粒之间的孔道汇合形成庞大的孔道网络.因此张家界滤芯有很高的孔隙率保证了净化时有很大的水流通量.图2是陶瓷膜张家界滤芯内表层的SEM照片.由图2可见陶瓷膜张家界滤芯控制层膜孔均匀.2.2净化后的水质由于这种陶瓷膜的控制层的孔径只有0128μm平均孔径为0.15μm几乎所有的细菌、微生物都不可能进入孔隙与净水接触的膜管内壁也就是无菌的不存在细菌等在分离介质上繁殖的问题可有效地防止净水的再次污染.表1是经梯度陶瓷膜净化后的净水与原水的水质比较.经这种梯度陶瓷膜净化后的净水细菌滤除率100%净水中不含铁锈、微生物等杂质大于50nm的微粒子未检出.表2是中国预防医学科学院环境卫生监测所对梯度陶瓷膜张家界滤芯的对总大肠菌群去除率的检测结果.结果表明由硅藻土梯度陶瓷膜在5次的加标测试中对总大肠菌群去除率均为100%.从表2到表4测试的都是两个梯度陶瓷膜张家界滤芯即表中的样品1和样品2.表3是中国预防医学科学院环境卫生监测所对梯度陶瓷膜张家界滤芯的对浑浊度去除率的检测结果.结果表明由硅藻土梯度陶瓷膜在产水量在30m3的净化过程中对加标原水浑浊度去除率均大于96%.而国家对一般水质处理器要求的浑浊度去除率是80%.表4是中国预防医学科学院环境卫生监测所对梯度陶瓷膜张家界滤芯的对砷、铅等有害物质和对余氯的去除效果的检测结果.结果表明梯度陶瓷膜对水中的砷、铅等有害物质有明显的去除效果对余氯也有显著的去除效果.2.3水压对通量的影响图3是水的通量随初始水压增大的变化曲线.在0.05MPa水压下膜通量为1.31m3/(m2·h)随着水压的增加通量逐渐增大在0.30MPa水压下膜通量达到6.59m3/(m2·h).由图3可以看出水压与通量基本上呈线性关系水压越大通量就越大.2.4机械清刷对膜通量的影响由于原水中含有细菌、微生物及铁锈、尘埃等微粒子对其进行膜分离净化处理过程中这些被截留的大小各异的微粒子就会沉积在膜的表面或膜孔内堵塞膜孔使水流阻力增加过滤速度减小通量降低.净化时首先要透过孔径较大的外表层虽然梯度陶瓷膜的外表面的硅藻土颗粒但其平均孔径仍然非常小原水中所含的绝大多数细菌、微生物、铁锈、尘埃等微粒子都被外表层截留沉积在外表层的表面形成滤饼堵塞孔隙所以这种梯度陶瓷膜管在分离过程中通量随使用时间的增加而降低.梯度陶瓷膜的一个特点就是通过简单的机械洗刷方法就能容易地将沉积在膜管外表层的污染物滤饼连同表面的一层硅藻土膜一起刷掉露出新的表面从而使其通量得到恢复.图4是陶瓷膜张家界滤芯通量随时间的变化曲线为了清楚地得到通量随时间变化规律在开始、净化25m3后及净化50m3后进行清刷测试24h分别测出其变化曲线测试时的水压为0.1MPa.由图4可以看出随着净化时间的增加通量降低特别在开始的6h内下降比较明显.随着净化自来水量的增加其清刷后的开始通量也在降低.但随着时间的增加下降趋势减缓到净化24h时通量相当接近.梯度陶瓷膜在净化过程中每6h清刷一次图5为它们每次刷洗后的初始通量曲线(水压为0.1MPa)由图5可见陶瓷膜在前几次的刚刷洗后测定的通量变化较大刷洗一定次数之后梯度陶瓷膜刚刷洗后的通量变化平缓最后其值稳定在1.7m3/(m2·h)左右和开始时的通量相比有所下降.在前几次的刷洗后测得的通量变化较大是因为自来水中所含的细菌、微生物、铁锈、尘埃等微粒子除了沉积在膜表面外还有一部分进入了膜管内部堵塞了硅藻土颗粒间比较大的孔隙而机械刷洗只能除去沉积在膜外表面的微生物与悬浮微粒对于膜管内部的孔堵塞则清刷不到经过一定时间的过滤后梯度陶瓷膜管内的大孔基本上已经被堵塞由于梯度陶瓷膜的膜孔是由外到内逐渐梯度变化的最小的膜孔在内表层即内表层是控制层进入梯度陶瓷膜外部的微生物与悬浮微粒这时就变成了堵塞大孔的粒子使自来水中后续同样的微生物与悬浮微粒基本上进不到陶瓷膜内部.这时原水中所含的细菌、微生物、铁锈、尘埃等微粒子基本上都被截留沉积在陶瓷膜管的表面形成滤饼而不能进入膜的孔隙内堵塞孔隙所以膜的污染主要是膜表面的污染孔隙堵塞得到了有效的控制这就使膜的清洗易于进行采用市售百洁布通过简单的机械洗刷方法就能容易地将沉积在膜管外表层的污染物滤饼连同表面的一层硅藻土膜一起刷掉露出新的表面用水冲洗掉即可不需反冲.每清刷一次就要刷掉约30μm经过100次的清刷后梯度陶瓷膜管的厚度就减薄了3mm这时已经过滤了50m3自来水.3结束语1)梯度陶瓷膜是一种安全有效的饮用水净化器材.孔径为0.15μm的梯度陶瓷膜。

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