1 陶瓷膜分类;陶瓷膜主要由氧化铝、氧化锆和二氧化钛等传统陶瓷材料,以及新兴的堇青石、碳化硅和氮化硅等无机材料制备而成.根据孔径大小的不同,压力驱动膜可分为微滤膜( MF,平均孔径0.1~10 μm) 、超滤膜( UF,平均孔径2~100 nm) 、纳滤膜( NF,平均孔径0.1~2 nm) 和反渗透膜( RO,平均孔径<1 nm) .其中,应用在水处理中的陶瓷膜主要包括MF、UF 和NF.根据外观形状的不同,陶瓷膜可分为单通道管式膜、多通道管式膜、平板膜和中空纤维膜.其中,多通道管式陶瓷膜具有优良的机械特性和密封性,是目前应用最为广泛的陶瓷膜类型.根据微观结构的不同,陶瓷膜可分为对称陶瓷膜和非对称陶瓷膜.通常,大孔径MF 陶瓷膜为对称多孔结构,而多数UF和NF 陶瓷膜呈现非对称结构,即由两层及两层以上的膜层组成,包括大孔陶瓷支撑层( 厚度1~3 mm) 、中间过渡层( 厚度10~100 μm) 和膜分离层( 厚度1~10 μm) .
2 陶瓷膜特点:作为一项快速发展的新兴技术,陶瓷膜的优势主要表现在: 1) 化学稳定性好.陶瓷膜能耐酸、碱、氧化剂和有机溶剂的化学腐蚀及微生物侵蚀,可在苛刻的水质条件下长期稳定运行; 2) 热稳定性好.陶瓷膜能耐高温,可在400~800 ℃下稳定使用,最高工作温度可达1 000 ℃; 3) 机械强度高.陶瓷膜具有较强的结构完整性和可靠性,不存在有机膜长期运行时出现的膜丝断裂问题,减少了膜组件的反复检修工作;4) 易清洗再生.陶瓷膜可以采用热酸、碱和氧化剂进行组合清洗,也可以高温焙烧再生,清洗效率高、时间短,减少了膜组件清洗所需的停机时间; 5) 使用寿命长.由于具有上述特点,陶瓷膜的使用寿命更长、更换周期更短、运行成本更低; 6) 孔径分布窄.陶瓷膜孔径分布更加均匀,分离选择效率较高.
陶瓷膜与有机膜的主要特性对比。需要指出的是,目前陶瓷膜仍存在诸多技术限制,如制备成本高、材质少、质脆和不易加工等.此外,应用较多的陶瓷膜多为管式和平板式,而这类形式的膜单位体积内有效过滤面积相对较小,这些因素都制约了陶瓷膜在饮用水处理中的推广应用.