论文总字数：19930字

摘 要

陶瓷膜运用技术以其优异的化学稳定性、热稳定性及高机械强度等特点，逐步成为膜分离技术的主导技术。陶瓷膜分离技术其工艺和设备已商品化，在苛刻条件下，对高温高压、腐蚀性体系，表现出有机膜所不具备的功能。但是, 膜污染问题使其更广泛的使用受到了限制。

跨膜压差、错流速率以及膜孔径等对陶瓷膜分离性能的影响。结果表明：跨膜压差对膜过滤稳态通量影响显著，过滤茶叶废水时临界压力为0.1MPa；错流过滤膜稳态通量高于终端过滤，提高错流速度对微滤膜通量的增幅大于超滤膜。终端过滤时，膜孔径对渗透通量影响较小；错流过滤时，随着膜孔径增大，膜过滤通量增大；膜孔径对膜渗透出水水质影响较小。分析表明，孔径大于0.05µm的陶瓷膜以孔堵塞和滤饼形成主要污染机理，孔径为0.02µm的膜主要是滤饼形成机理。因此，膜的清洗是必需的，其中清洗方法主要包括物理清洗和化学清洗。

关键词： 陶瓷膜 膜污染 清洗方法

Analysis of ceramic membrane pollution and cleaning

ABSTRACT

Ceramic membrane technology with its excellent chemical stability, thermal stability and high mechanical strength etc., gradually become the dominant technology of membrane separation technology. Ceramic membrane separation technology its process and equipment already in harsh conditions, the high temperature and high pressure, corrosive system, shows the function of the organic film does not have. However, membrane fouling problem is restricted to make it more widely used.

Transmembrane differential pressure, cross-flow velocity and the membrane pore size on the properties of ceramic membrane separation effect. The results show that the transmembrane pressure difference has significant effects on membrane filtration steady state flux, critical pressure is 0.1 MPa when filter the tea waste water; Cross-flow filtration membrane steady-state flux is higher than that of terminal filter, increase the cross-flow velocity of microfiltration membrane flux is greater than the growth of ultrafiltration membrane. The terminal filtration, membrane pore size smaller effects on permeate flux; Cross-flow filtration, increases as the membrane pore size, membrane filtration flux increases; Membrane pore size on membrane permeability effluent is less affected. Analysis shows that the pore size is greater than 0.05 (including m ceramic membrane in pore clogging and major pollution mechanism of filter cake, aperture of 0.02 (including m membrane is mainly filter cake formation mechanism.Therefore, membrane cleaning is required, including cleaning methods mainly include physical cleaning and chemical cleaning.

Key words:Ceramic membrane;Membrane fouling;Cleaning method

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1引言 1

1.2 陶瓷膜污染的分析 2

1.2.1陶瓷膜污染的机理 2

1.2.2膜污染的影响因素 4

1.2.3膜污染的控制 6

1.3 几种典型的陶瓷膜污染 9

1.4膜污染的清洗方法 9

1.4.1物理清洗方法 9

1.4.2 化学清洗方法 9

第二章 实验部分 12

2.1 实验装置和方法 12

2.1.1 实验装置及流程 12

2.1.2 膜材料 13

2.1.3 实验仪器与分析方法 13

2.1.3.3 原水性质 15

第三章 结果分析与讨论 16

3.1 孔径对陶瓷膜分离性能的影响 16

3.1.1 膜孔径对渗透通量的影响 16

3.1.2 膜孔径对出水水质的影响 17

3.2 操作条件对膜通量的影响 18

3.2.1 跨膜压差（TMP）的影响 18

3.2.2 膜面流速(CFV)的影响 19

3.3 膜污染机理分析 20

3.3.1 SEM、EDX和FTIR分析 20

3.4 膜的清洗分析 21

第四章 结论与展望 24

4.1结论 24

4.2展望 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 文献综述

1.1引言

陶瓷膜是无机膜的一种，主要由Al₂O₃，Zr0₂，Ti0₂和Si0₂等无机材料制备的多孔膜，其孔径为1－50nm。陶瓷膜又称CT膜，是固态膜。最早由日本的大日本印刷公司和东洋油墨公司在1996年开发引入市场。

陶瓷膜运用技术也称陶瓷膜分离技术(Inorganic Membrane Technology)，是20世纪开发成功的新兴高效、精密分离技术。陶瓷膜的发展始于20世纪40年代，自80年代起采用陶瓷、金属、金属氧化物及玻璃等无机材料制成的陶瓷膜，以其优异的化学稳定性、热稳定性及高机械强度等特点，逐步成为膜分离技术的主导技术。陶瓷膜分离技术其工艺和设备已商品化，在苛刻条件下，对高温高压、腐蚀性体系，表现出有机膜所不具备的功能。

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