陶瓷微濾膜和超濾膜處理地表水在歐洲應(yīng)用多年。自1984年,法國(guó)就開(kāi)始用陶瓷膜進(jìn)行工業(yè)規(guī)模的飲用水生產(chǎn)。單獨(dú)利用陶瓷膜進(jìn)水飲用水處理的研究主要集中于膜的改性以及膜周邊水力條件的改善,以達(dá)到期望的處理效果和防止膜污染。
普通陶瓷膜具有較好的去除濁度等污染物的能力。已有中試研究表明,0.1μm的陶瓷膜在過(guò)濾粒徑為0.5μm、含量為0.1%~1.0%的懸浮固體顆粒物時(shí),能夠?qū)腋∥锿耆コ医?jīng)過(guò)一定間隔的反沖洗,可以非常有效地降低膜污染,進(jìn)行死端過(guò)濾時(shí)原水的回收率達(dá)95%以上,表明陶瓷膜在去除原水中的顆粒物方面具有很強(qiáng)的能力。
單獨(dú)利用陶瓷膜過(guò)濾存在過(guò)濾壓力上升太快、膜污染清除困難等問(wèn)題,因此有研究者希望通過(guò)改變膜周邊的水力條件,達(dá)到減輕膜污染、維持通量的目的。目前采用的方法主要有加裝湍流促進(jìn)器、增加攪拌裝置、改變膜在流體中的放置方法、動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾、超聲等。水力條件的改善不利于膜表面污染層的形成,因此對(duì)控制膜污染和維持通量有較好的效果,但是超聲不利于膜通量的恢復(fù),因?yàn)槌暱赡軙?huì)導(dǎo)致較小的顆粒物進(jìn)入膜孔內(nèi)部造成不可逆的膜污染。水力條件的改善有助于膜污染的控制和通量的維持,但是均增加了能耗,而且設(shè)備的穩(wěn)定性和成本也是制約其廣泛應(yīng)用的因素。因此,通過(guò)改變膜表面的水力條件改善過(guò)濾效果還有待進(jìn)一步研究。
Lv等用一種新方法將納米顆粒的銀粘連在多孔陶瓷膜表面,利用其中間耦合劑的氨基與納米銀的表面形成N-Ag鍵,與陶瓷膜表面形成Si-O-Si鍵,從而將納米銀顆粒粘附于陶瓷膜表面。試驗(yàn)表明,改性后的陶瓷膜對(duì)埃希氏大腸桿菌具有抑制性,可能是溶液中的銀離子直接殺死細(xì)菌,亦可能是抑制了細(xì)菌的繁殖。但是此種改性膜的主要問(wèn)題是成本高,而且改性后陶瓷膜的穩(wěn)定性應(yīng)該進(jìn)一步研究,這也是所有改性工藝應(yīng)該考慮的問(wèn)題。因?yàn)樘沾赡さ氖褂脡勖辽贋?0~15年,所以改性后的陶瓷膜也應(yīng)達(dá)到此壽命,但是粘合在陶瓷膜表面的銀能否在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中保持其穩(wěn)定性有待商榷。另外銀離子對(duì)人體的影響也應(yīng)進(jìn)一步研究。
隋賢棟等采用硅藻土梯度陶瓷微濾膜對(duì)自來(lái)水的凈化進(jìn)行了研究,平均孔徑為0.1μm的梯度陶瓷膜,可完全濾除水中的大部分致病菌以及鐵銹、紅蟲和各種懸浮微粒。污染后的膜通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械清刷,通量可完全恢復(fù)。雖然機(jī)械清刷能夠較好地恢復(fù)膜通量,但是操作難度較大,特別是工程用中的膜組件更是不易清洗。