氧化铝陶瓷膜分离高浊度水试验研究

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1、氧化铝陶瓷膜分离高浊度水试验研究摘要：本实验研究了氧化铝陶瓷膜处理高浊度水时膜通量衰减变化规律，发现运行初期膜通量衰减很快，后期衰减趋于平缓，总体成线性下降。对0.8μm、0.2μm、50nm三种不同孔径的氧化铝陶瓷膜性能进行了比较，发现50nm氧化铝陶瓷纳滤膜处理高浊度水膜通量明显大于0.8μm和0.2μm氧化铝陶瓷超滤膜，而浊度和污染指数也较两者小。关键词：氧化铝陶瓷膜高浊度水分离Abstract:ThisexperimentstudytheattenuationprinciplesofAl2O3ceramicmembraneflux.W

2、efindthatthefluxattenuatesquicklyatthebeginningofoperation,thendecreasedslowly,whichtotallyattenuatesinlinear.Theexperimentcomparesthreekindsofdifferentborediameter(0.8μm、0.2μm、50nm)ofAl2O3ceramicmembranes,anddiscoversthatthefluxofcleaninghighturbiditywaterthrough50nm’sAl2O

3、3ceramicmembraneisthebiggest,andtheturbidityandFIofcleanedwaterthrough50nm’sAl2O3ceramicmembraneisthesmallest.Keywords:Al2O3ceramicmembrane；highturbiditywater；membraneflux；separation　　目前膜分离技术正逐渐成为给水领域的研究热点［1］，由于军队特殊的战术技术要求，需要性能稳定、操作简单、维护方便、小型机动的给水处理装备对部队行动进行机动保障，氧化铝陶瓷膜分离处理高

4、浊度原水越来越受到重视，但目前有关资料报道很少，我们对氧化铝陶瓷膜分离处理高浊度水进行了试验研究。1.试验装置及方法1.1原水配制　　考虑到试验主要是研究氧化铝陶瓷膜分离水中浊度的性能，因此本试验取未被有机物污染的粘土，烘干，研末，200目筛过筛，与自来水配制成需要的相应浊度的试验用原水。1.2试验装置　　小试装置及工艺流程见图1。图1氧化铝陶瓷膜处理高浊度水工艺流程　　氧化铝陶瓷膜选用南京化工大学膜科学技术研究所研制生产的19孔中空管状膜，管长为0.5m，孔径为0.8μm、0.2μm、50nm，过滤面积为0.11m2，水泵扬程30m，流量5

5、m3/h，过滤方式为错流过渡。　　原水箱1中的原水由进水泵2打入膜组件5内，经膜分离后净水流入净水箱6内，浓水循环回流入原水箱1内。膜组件间歇式运行，定时反冲洗，防止膜污染。反冲时，溶气罐7从净水箱中吸入清水，在空压机8的高压气体作用下，气水混合液高速冲刷膜组件，形成的剪切力可以清除附着在膜表面凝胶层及膜孔内的颗粒物。进水压力由压力表P1控制，反冲洗压力由压力表P3控制。1.3分析仪器及方法　　浊度采用HACH-2100N测定，污染指数FI采用FI测定仪测定。　　污染指数FI采用参考文献[2]中的方法测定,数值用公式　　FI＝（1－t1/t2

6、）/15×100%　　计算。　　膜通量采用转子流量计测定。2.结果与分析2.1分离处理效果　　配制浊度为50°、100°、150°、250°、500°的原水，分别采用孔径为0.8μm、0.2μm、50nm的膜进行浊水分离试验，调节进水压力0.17MPa、错流流量43LPM（膜面流速3m/L），对分离处理后的清水的浊度、浊度去除率及污染指数FI值进行测定。结果见表1。表1　氧化铝陶瓷超滤膜分离出水水质原水浊度50°100°150°250°500°膜出水水质浊度/NTU污染指数浊度/NTU污染指数浊度/NTU污染指数浊度/NTU污染指数浊度/NT

7、U污染指数0.8μm0.184.50.184.50.194.60.204.60.234.80.2μm0.103.40.123.60.123.60.123.70.133.650nm0．052．90.052.80.062.90.052.90.083.0　　由表1可知，上述三种不同孔径的膜对不同浊度的原水进行分离，分离处理后的清水浊度都在0.23之下，远远小于国家自来水规定浊度（浊度不大于5度），因此三种不同孔径的膜都适宜作为给水处理设备，但由比较可知50nm的膜处理效果更好。　　试验结果显示分离清水的水质不作为氧化铝陶瓷超滤膜分离浊水性能的衡量指

8、标。.2膜通量衰减过程及膜孔径选择　　配制原水浊度100°，调节进水压力0.17MPa、膜后流量43LPM（膜面流速3m/L），控制反冲周期为10min，考察孔径为