膜分離技術(shù)是利用膜的選擇分離功能實(shí)現(xiàn)料液不同成分的分離、純化、濃縮的新型高效分離技術(shù)。根據(jù)材質(zhì)不同,可分為有機(jī)膜、無機(jī)膜(以陶瓷膜為代表)和金屬膜。目前,無機(jī)膜中陶瓷膜因其優(yōu)異的材料性能,已成為膜領(lǐng)域發(fā)展迅速、具有應(yīng)用前景的膜材料之一。
陶瓷膜是以氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈦(TiO2) 和碳化硅等粉體原料經(jīng)特殊工藝制備而成的具有特殊選擇性分離功能的高性能膜材料。陶瓷膜的材質(zhì)決定陶瓷膜的親水性、抗污性、耐高溫性、耐酸堿性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度等,目前氧化鋁材質(zhì)和碳化硅材質(zhì)在市場(chǎng)的應(yīng)用較多。
從陶瓷膜的構(gòu)型分類,常見的為片式膜、板式膜及管式膜(多通道管式膜、單支膜管)。其中,片式陶瓷膜主要應(yīng)用于工業(yè)污水處理,板式陶瓷膜主要應(yīng)用于生活污水處理,管式陶瓷膜主要用于飲用水處理。
陶瓷膜通常具有3層結(jié)構(gòu)(支撐層、過渡層及分離層),呈非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。支撐層為分離層提供機(jī)械強(qiáng)度和支撐作用;過濾層介于分離層和支撐層之間,防止膜層與支撐體的脫落;分離層直接參與膜分離過程,是陶瓷膜的核心部分。
陶瓷膜具有十大突出優(yōu)勢(shì),即機(jī)械強(qiáng)度卓越、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、耐高溫、親水好通量高、水資源回收率高、分離性能好、運(yùn)行成本低、使用壽命長(zhǎng)、廢膜可循環(huán)等特點(diǎn)。
但陶瓷膜初始投資成本高、產(chǎn)品種類少、應(yīng)用待提高的缺點(diǎn)也客觀存在。目前陶瓷膜的成本是進(jìn)口有機(jī)膜的2倍、國(guó)產(chǎn)有機(jī)膜的4倍,雖然投資成本高,但全生命周期性價(jià)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他膜。