板框式膜组件由上下两层膜件组成，中部放置陶瓷膜片(有效过滤面积：0.5m2)，由O型垫圈夹紧密封。膜两侧分别安装有AgCl电极和液体压力表，可测定KCl溶液通过下的电压和压力差，实验取0.2MPa下膜两侧的电位差为膜的流动电位。超滤过程采取切向流操作，在蠕动泵的推动下，上层进料液和截留液不断循环，透过液从下方排出。 陶瓷膜的制备方法取一定量的水于三颈烧瓶中，恒温水浴至85℃，磁力搅拌下缓慢加入一定量的异丙醇铝。加入一定量的硝酸溶液，回流下进行酸解。调节水浴温度至90℃敞口蒸醇，至异丙醇完全脱除，回流陈化3h以上。添加PVA等添加剂后，最终得到澄清的勃姆石(AlOOH)溶胶液。 通过真空抽涂方法，使一定粒径的溶胶溶液以抽滤的形式透过支撑体。粒径与支撑体相当的溶胶粒子被截留在支撑体表面，随着溶胶浓度增加转变成凝胶附着在多孔支撑体上，热处理后得到氧化铝膜层。反复多次覆涂不同粒径溶胶后制得完整的非对称膜层，最后用浸渍法对膜表面进行自修复，制备出无缺陷分离膜层。 焙烧不同粒径凝胶对膜结构的影响选用pH10、pH7、pH3等3种不同溶胶经干燥制得的干凝胶，采用1℃/min、700℃保温2h的焙烧工艺，得到的γ2Al2O3成膜在SEM下的照片如所示。由可以看出，在同等热处理条件下，pH10溶胶焙烧制得的膜层粒子粒径明显大于其他2种溶胶原料，溶胶平均粒径达到90nm，而pH7和pH3的溶胶粒子粒径分别只有28nm和8nm左右。经过干燥、焙烧后得到的粒子粒径也各不相同。 另一方面，由于废水中含有含磷酸洗液和其它络合物，Ni2+还能与PO3-4形成溶度积为5.0×10-31的Ni3(PO4)2的更难溶物质。因此经过化学沉淀后的电镀水中的金属离子主要是以络合、配合物的形式存在，通过膜孔孔径变小的陶瓷超滤膜而被截留。Cu的去除率最高达70%，Cr的去除率仅为10%左右，这一方面与铜在超滤处理前浓度最高有关，也说明铜形成的铜氨胶体物质体积较大，易于被膜截留。 结论与展望采用多次真空覆涂2焙烧法可制备非对称氧化铝微孔膜，通过控制胶粒粒径、涂膜次数和焙烧条件可制得不同孔径的陶瓷膜。由8nm粒径的胶粒在1℃/min条件下经过4次浸涂成膜，得到平均孔径为28nm的膜片。将制得的陶瓷膜用于电镀废水处理，在0.2MPa下γ2Al2O3膜的产水量随处理时间延长而降低，70min后产水量基本不变。经膜分离后，Ni、Cu、Cr浓度分别为0.0663、0.0051和0.0763mg/L，电导率、pH和TDS变化不大，COD去除率约85%，说明被截留物质主要为有机物和悬浮颗粒，出水满足金属电镀前处理的回用水标准。采用陶瓷膜处理电镀废水既可节约用水，亦可减少金属离子的排放量，超滤膜装置可进行超滤、反冲洗的全自动操作，在废水处理领域将会发挥越来越重要的作用。 |
