膜分離技術發展

膜分離是在20世紀初出現，20世紀60年代后迅速崛起的一門分離新技術。膜分離技術由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有*、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，目前已廣泛應用于食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中較重要的手段之一。

膜可以是固相、液相、甚至是氣相的。用各種**或人工材料制造出來的膜品種繁多，在物理、化學、生物性質上呈現出各種各樣的特性。一直以來，膜的概念都沒有明確的定義，從事不同領域研究的*們對于膜的定義理解并不完全相同，不過表達的基本意思是一樣的。1984年，Lakshminarayanaiah把膜廣義地定義為“起柵欄作用，阻止塊體移動而允許一個或幾個物類有序通過的相”。膜從廣義上可定義為兩相之間的一個不連續區間。這個區間的三維量度中的一度和其余兩度相比要小的多。

大多數人會認為，膜離我們的生活非常遙遠。其實不然，膜分離技術非常貼近我們的日常生活。如水、果汁、牛奶、保健品、中藥、茶食品、飲料、調味品等我們隨時可能接觸到的，都會用到膜分離技術。

隨著國民經濟的迅速發展，膜分離技術的應用領域不但會越來越廣泛，而且其會被越來越多的人認識和接受。據初步統計，2001年全世界膜和膜組件的銷售額已接近80億美圓，成套設備和膜工程的市場則已達到數百億美圓，而且每年還在以10%~20%的幅度遞增，顯示出這一新興產業的廣闊前景。

無機陶瓷膜過濾在切削液回用技術中的應用

無機陶瓷膜過濾在切削液回用技術中的應用

　隨著現代機械制造業的快速發展，切削液在機械加工中得到了廣泛應用，用量迅速增加。但切削液使用一定期限后就會失效，變成工業廢液。切削液失效的主要原因是其在循環使用工程中不可避免地混入某些雜質，如金屬粒子(碎屑)、灰塵、磨料粉粒、纖維、游離的雜油、切削油中的水等。當這些雜質含量較高時，在使用中會有損刀具和被加工件表面。再者，這些雜質是切削液氧化變質的主要催化劑，它們會加速切削液的化學變化導致較高的酸性和較大的界面張力，從

　　而使切削液變質失效。據初步調查，不少工廠產生的大量廢切削液，**后不得不將其丟棄。這樣既縮短了切削液使用周期，又增加了生產開銷，同時，還會污染環境。所以如何將切削液凈化處理，使其再生利用，已成為現代切削液研究的一個重要課題。

　　目**般企業常采用：生化法、凝聚法、重力分類法、沉淀法、曝氣法、電解法、氣浮法等對切削液進行處理。經過上述幾種工藝的處理可回收切削液中的廢油，但是無法使切削液回用于生產。而通過簡單的前處理之后，采用膜過濾的方法則可以使切削液得到凈化，陶瓷膜價格，并回用于生產加工中。其中，與**膜相比。無機陶瓷膜因其使用壽命長，設備運行穩定，易清洗等特點越來越受到研究人員及生產單位的重視。

　　2.廢水水量與水質

　　某硬質合金集團目前有磨床26臺，切削液**大用量為15㎡/h。新建一個切削液處理系統，要求處理量：15㎡/h。

　　切削液中的COD主要是由三乙1醇胺、表面活性劑、硼酸類化合物、防腐劑、殺菌劑及切削液過程中帶人的油、雜志等組成。由表2-1可以看出，陶瓷膜廠家，經過濾處理后，COD處理前后變化不大，是因為通過過濾，切削液中的污染物油、細1菌及雜質被去除，而保留了切削液的主要原料表面活性劑、防腐劑、殺菌劑等。因此，切削液設計過濾出水質完全符合切削液循環使用的水質要求。

　　3.無機陶瓷膜設備不同操作條件下的運行情況

　　無機陶瓷膜設備分別在開啟自動反沖洗裝置和不開啟反沖裝置時，連續運行8小時的通量變化曲線，切削液在低壓驅動力下，流經膜表面，水和小分子物質透過濾膜成為滲透液流出，懸浮微粒則被濾膜截留成為濃縮液。濃縮液在泵壓下始終在膜設備體系內循環運行，而通過濾膜的滲透液則不斷排出，**后，當切削液被濃縮到一定程度后，將濃縮液送入濃縮液靜沉槽做靜沉處理，泥渣定期清理。

　　不開啟自動反沖洗裝置時，無機陶瓷膜設備通量下降較開啟反沖洗裝置時要快，由于切削液透過無機陶瓷膜時，陶瓷膜，存在濃差較化和膜污染現象。因此，無機碳化硅陶瓷膜，運行一段時間后，切削液的滲透速度會有所下降，而采用自動反沖洗裝置，一般情況下，每3分鐘自動反沖一次，每次2-3秒，對膜表面上的污染物進行緩解污染物對無機陶瓷膜的污染，**設備長期穩定運行。因此無機陶瓷膜設備在連續運行8小時后，設備的處理能力一直維持在14.7m3/h左右。

　　4.無機陶瓷膜設備的清洗

　　正常情況下，無機陶瓷膜設備運行一定時間后，其處理能力會下降。當膜設備的處理能力下降至不能滿足磨床車間對凈化后切削液的需求量時(一般為7天)，其應當進行膜清洗。清洗時采用在線清洗方式進行大的，清洗過程包括清水平漂洗、堿洗(2-3%)酸洗(2-3%)等方式，膜清洗時間約為2.5小時，清洗完成后即可進入切削液凈化狀態。下圖為膜設備經過不同的清洗方式清洗后其通量的恢復情況。

　　采用不同的清洗劑對無機陶瓷膜設備通量的恢復程度也不同，切削液中的雜質主要為金屬粒子(碎屑)、灰塵、磨料粉粒、纖維、游離的雜油、

　　切削液中的水等。采用單獨堿洗時，可以將粘連在膜表面的油類物質清洗掉，而

　　單獨采用酸洗則可去除膜管表面的無機難溶物質，因此采用漂洗、堿洗堿洗(2-3%)酸洗(2-3%)、漂洗的方式效果**佳，膜設備通量恢復程度幾乎為**。

　　5.工程應用效益

　　2005年底，無機陶瓷膜設備正式投入運行，總投資196萬元，年運行費用(包括膜設備的折舊)45萬元。截止到目前，設備運行正常，效果穩定。由于切削液可以凈化后回用于生產，因此大大降低了成產成本。原來切削液使用1個月需換新，更換一次新切削液費用約15萬元，每年需180萬元;使用無機陶瓷膜設備后，沒月只需補充一次因損耗(蒸發、揮發、化學反應等造成的消耗)的切削液，費用約為2萬元，每年需24萬元。采用無機陶瓷膜凈化回用切削液工藝，每年可節約費用為180-45-24=111萬元，約兩年即可回收設備投資。另外由于減少了污染物的排放，節約了廢水處理費用。

　　6.結論

　　6.1 使用無機陶瓷膜設備對切削液進行過濾，設備運行穩定，污染后膜管恢復情

　　況較好;

　　6.2 采用“前處理+無機陶瓷膜過濾”工藝完全可以實現對切削液的凈化和回收，

　　對切削液的回收技術的研究具有一定的參考和應用**;

　　6.3 無機陶瓷膜設備已正式投入運行三年，設備運行正常，效果穩定，每年可節

　　約成本111萬元左右。

混凝/陶瓷膜組合工藝

混凝/陶瓷膜組合工藝一般分兩類：一是將混凝形成的礬花沉淀后再進行膜過濾；二是混凝后不去除礬花直接進行過濾，即在線混凝/陶瓷膜組合工藝。兩者相比，在線混凝在**處理效果的前體下能減少加藥量、縮短混凝時間，且*沉淀環節，降低基建費用。

但需注意，在線混凝預處理的目標和要求與傳統水處理的混凝有所不同：傳統的混凝工藝需要**足夠的加藥量和混合時間以**形成足夠大的礬花，易于在后續沉淀工藝中沉降去除，而在線混凝/陶瓷膜組合工藝中，混凝應當首先**較1佳的污染物去除效果并較1大程度緩解膜污染。

如何改善絮體的組成和結構，如投加新型助凝劑等，提高在線混凝組合工藝的污染物去除率、減少可逆與不可逆膜污染、維持長期穩定的膜通量較是未來研究的重點。

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