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1、氧化鋁陶瓷膜分離高濁度水試驗研究摘要：本實驗研究了氧化鋁陶瓷膜處理高濁度水時膜通量衰減變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)運行初期膜通量衰減很快，后期衰減趨于平緩，總體成線性下降。對0.8μm、0.2μm、50nm三種不同孔徑的氧化鋁陶瓷膜性能進行了比較，發(fā)現(xiàn)50nm氧化鋁陶瓷納濾膜處理高濁度水膜通量明顯大于0.8μm和0.2μm氧化鋁陶瓷超濾膜，而濁度和污染指數(shù)也較兩者小。關(guān)鍵詞：氧化鋁陶瓷膜高濁度水分離Abstract:ThisexperimentstudytheattenuationprinciplesofAl2O3ceramicmem
2、braneflux.Pa、錯流流量43LPM（膜面流速3m/L），對分離處理后的清水的濁度、濁度去除率及污染指數(shù)FI值進行測定。結(jié)果見表1。表1 氧化鋁陶瓷超濾膜分離出水水質(zhì)原水濁度50°100°150°250°500°膜出水水質(zhì)濁度/NTU污染指數(shù)濁度/NTU污染指數(shù)濁度/NTU污染指數(shù)濁度/NTU污染指數(shù)濁度/NTU污染指數(shù)0.8μm0.184.50.184.50.194.60.204.60.234.80.2μm0.103.40.123.60.123.60.123.70.133.650nm0．052．90.052.8
3、0.062.90.052.90.083.0 由表1可知，上述三種不同孔徑的膜對不同濁度的原水進行分離，分離處理后的清水濁度都在0.23之下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家自來水規(guī)定濁度（濁度不大于5度），因此三種不同孔徑的膜都適宜作為給水處理設(shè)備，但由比較可知50nm的膜處理效果更好。 試驗結(jié)果顯示分離清水的水質(zhì)不作為氧化鋁陶瓷超濾膜分離濁水性能的衡量指標(biāo)。2.2膜通量衰減過程及膜孔徑選擇 配制原水濁度100°，調(diào)節(jié)進水壓力0.17MPa、膜后流量43LPM（膜面流速3m/L），控制反沖周期為10min，考察孔徑為0.8μm、0.2
4、μm、50nm的膜膜通量隨時間的衰減變化規(guī)律。2.2.1 0.2μm氧化鋁陶瓷膜通量衰減試驗及數(shù)據(jù)分析圖2 0.2μm膜通量—時間變化 從圖2中可以知道，整個膜通量的變化可以大致分為兩個階段,前80分鐘為第一階段，之后為第二階段?！ ≡诘谝浑A段，膜通量不斷衰減，從最初的363.6L/(h·m2)，降為236.4L/(h·m2)。在這一階段，膜通量的衰減很快，但是反沖可以有效的恢復(fù)膜通量，但是隨著運行時間的增加，反沖的效果越來越小。這是因為，這一階段主要的膜污染阻力是在膜表面形成的濾餅層引起的，反沖可以有效地破壞濾餅層
5、的形成；但同時這一階段也是凝膠層的逐漸形成階段，所以反沖效果會逐漸降低，直到凝膠層形成后，反沖失去效果，于是開始進入第二階段。第二階段，膜通量基本穩(wěn)定在236.4L/(h·m2)左右，反沖效果不明顯。2.2.2 0.8μm氧化鋁陶瓷膜通量衰減試驗及數(shù)據(jù)分析圖30.8μm膜通量—時間變化 從圖3可以知道，前20min，膜通量從345L/(h·m2)一直衰減到236L/(h·m2)，之后膜通量基本穩(wěn)定在236～155L/(h·m2)范圍。2.2.3 50nm氧化鋁陶瓷膜通量衰減試驗及數(shù)據(jù)分析圖450nm膜通量—時間變化
6、 從圖4可以知道，膜通量隨時間一直在降低，在最初的10min內(nèi)衰減比較顯著，從最初的590.9L/(h·m2)降為372.7L/(h·m2)，之后衰減比較平緩，2h后基本穩(wěn)定在254.5L/(h·m2)?！ ≡囼灲Y(jié)果還顯示，選用較大膜孔徑，膜通量反而較低。這是因為當(dāng)待分離的粒子的尺寸與膜孔相近時，由于壓力作用，清水透過膜時把粒子帶向膜面，極易產(chǎn)生堵塞作用，而當(dāng)膜孔徑小于粒子尺寸，由于橫切流作用，它們在膜表面很難停留聚集，因而不易堵塞。因而較大的膜孔徑因有更高的污染速率，反而使膜通量下降?！ ∮稍囼灴芍?，50nm膜膜通量
7、明顯大于0.8μm和0.2μm膜，而濁度和污染指數(shù)也較兩者小，本試驗中50nm膜分離高濁度原水優(yōu)于0.8μm和0.2μm膜。3．結(jié)論及建議（1）氧化鋁陶瓷膜處理高濁度水過程中，運行初期膜通量隨時間衰減很快，之后衰減趨于平緩，整體成線性下降趨勢。無機污染對膜通量影響很大。（2）50nm膜分離高濁度原水優(yōu)于0.8μm和0.2μm膜，50nm膜膜通量明顯大于0.8μm和0.2μm膜，而濁度和污染指數(shù)也較兩者小。（3）周期性反沖洗是減緩膜污染的有效方式，但這種方法不能完全清除膜污染，膜通量衰減到一定程度，需要進行化學(xué)清洗。（4）
8、合理選擇工作壓力、膜面流速和反沖時間很重要。具體應(yīng)用中，應(yīng)綜合考慮成本與效用，根據(jù)膜及原水性質(zhì)的區(qū)別，通過實驗選擇。（5）目前，對氧化鋁陶瓷膜處理高濁度水的分離機理及膜污染機理還只是初步的認(rèn)識，仍需進一步研究。本文粗略探討了0.8μm、0.2μm、50nm三種不同孔徑的氧化鋁陶瓷膜處理高濁度水時通量隨時間的衰減變化規(guī)
