陶瓷膜技术：污水处理的新宠儿
陶瓷膜技术：污水处理的新宠儿
在江苏省张家港市第三污水处理厂，一项创新技术正在悄然改变着污水处理的效率与质量。上百片白色陶瓷膜堆叠形成的膜组件，浸没在反应池中，污水在陶瓷膜片内高速流动，水分子、有益矿物质通过纳米级膜孔向外流出，污染物被膜截留，从而达到污水净化、达标排放的目的。
陶瓷膜技术：污水处理的革新利器
陶瓷膜是一种以无机陶瓷材料为基质的分离膜，具有许多独特的优势。首先，陶瓷膜化学稳定性强，能耐受各种酸碱及有机溶剂的腐蚀，适用于苛刻的工作环境。其次，其机械强度高，可承受高压并支持反向冲洗，使用寿命长。此外，陶瓷膜孔径分布均匀，分离效率高，易于清洗再生，且能在极端温度下稳定工作。
在污水处理领域，陶瓷膜技术展现出显著的优势。与传统污水处理工艺相比，采用陶瓷膜技术可以节约40%以上的土地面积，因为不需要建设二沉池和反硝化滤池，大大简化了工艺流程。同时，由于陶瓷膜工艺通过对不同分区的溶解氧浓度进行精确控制，在微氧状态下使菌体共生，形成短程硝化—反硝化及厌氧氮氧化过程，利用剩余污泥作为内碳源有机物基底参与脱氮，既减少了污水处理后污泥的排放，又减少对外碳源的需求，在不加或少加药剂条件下，实现达标排放。
应用案例：从实验室到实际工程
张家港市第三污水处理厂：稳定达标排放的典范
张家港市第三污水处理厂二期工程处理规模为2万立方米/天，采用纳米陶瓷膜工艺，2020年底投入运行。目前该厂出水水质可稳定满足“苏州特别排放限值”。该污水厂二期工程占地仅为一期的一半，与传统污水处理工艺相比，纳米陶瓷膜生物处理技术以新型功能纳米陶瓷膜为核心，不需要建设二沉池和反硝化滤池，大大简化缩短工艺流程，还可节约40%以上的土地面积。
肇庆鼎湖污水处理厂：快速建设与高效运营的双赢
广东肇庆鼎湖区城区污水处理厂的案例则展示了陶瓷膜技术的另一大优势——快速建设。该厂2万立方米/天的处理项目采用圆形陶瓷膜污水处理工艺一体化设施，厂区总占地仅4700平方米，项目建设周期仅6个月。这种快速建设能力对于急需提升污水处理能力的城市和地区具有重要意义。
创新突破：从污水处理到深度净化
华远环境科技有限公司在陶瓷膜技术方面取得了重要突破。他们开发的纳米陶瓷平板膜产品拥有自主知识产权，不仅在污水处理厂原位扩容和提标改造中表现出色，还在饮用水深度处理及直饮水净化领域展现出良好前景。张家港项目运行4年来，纳米陶瓷膜性能与初始状态保持一致稳定性。陶瓷膜使用20年后，还可粉碎再作为耐火材料继续利用。
更值得一提的是，华远环境利用陶瓷的耐氧化等特性，开发了具有催化功能的平板陶瓷膜，对水中残留的药品、抗生素等去除率超过95%。这一技术已在多个项目中得到验证，为解决水体中新兴污染物问题提供了新的解决方案。
挑战与展望：成本与技术优化是关键
尽管陶瓷膜技术展现出诸多优势，但其推广应用仍面临一些挑战。首先是成本问题，陶瓷膜的制备成本相对较高，这在一定程度上限制了其大规模应用。其次是膜层稳定性与寿命问题，尤其是在高温和强腐蚀环境下，膜层易脱落或老化。此外，如何在孔隙率、膜厚度与分离效率之间找到最佳平衡点，也是设计中需要解决的难点。
未来，随着技术的不断进步和成本的逐步降低，陶瓷膜技术有望在更多领域得到广泛应用。据预测，中国陶瓷膜市场规模将持续增长，到2025年有望突破10亿元。这一创新技术不仅将推动污水处理行业的技术升级，还将为实现水资源的可持续利用做出重要贡献。