[发明专利]一种过滤吸附装置及片状多孔陶瓷膜的制备方法

说明书

一种过滤吸附装置及片状多孔陶瓷膜的制备方法，涉及水处理技术领域。其一体式过滤杯由一体成型制成的盛液杯和分离杯组成，在盛液杯和分离杯连接的部位设计有环状凸台，在环状凸台上设置有一个O形密封圈，在O形密封圈的上部紧贴设置有一个片状多孔陶瓷膜；圆筒状限位件直接放置在盛液杯内，圆筒状限位件的底部环面压紧在片状多孔陶瓷膜上。通过合理设计过滤吸附装置的结构，使该一体式的过滤吸附装置具有使用简单、更换简便等优点。通过合理设计过滤膜的制备方法，使制备的陶瓷过滤膜具有良好的吸附性能，且具有可再生性，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体是涉及一种过滤吸附装置及片状多孔陶瓷膜的制备方法。

背景技术

抽滤又称减压过滤、真空过滤，主要是利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，达到固液分离的目的。现有常用的抽滤设备的结构如图1所示，主要有抽滤瓶10、砂芯过滤装置组成，砂芯过滤装置由两部分构成，上部为盛液部件12，下部为过滤组件11，盛液部件12和过滤组件11之间通过夹子13可拆卸式安装固定。过滤组件11的顶部平面设置有砂型微孔滤膜15。这种抽滤设备在使用时，首先将过滤组件11的底部插入抽滤瓶10中，然后裁剪合适尺寸的滤纸14放在砂型微孔滤膜15上，然后利用盛液部件12的底部环面将滤纸14压紧，接着将夹子13安装在盛液部件12和过滤组件11之间以实现紧固。通过连接的真空泵使过滤组件11中的压强降低，从而使盛液部件12中的溶液达到固液分离的目的，固体被截留在盛液部件12中，而液体则进入抽滤瓶10中。上述这种常用的抽滤设备主要存在以下缺点：

①、不具有吸附功能

虽然在过滤组件上设计有砂型微孔滤膜，但是这种滤膜更多是为了完成固液分离的目的，无法实现吸附滤除的功能，例如，无法吸附脱除亚甲基蓝等有机污染物以及印染废水等。

②、清洗难、不具有可再生性

砂型微孔滤膜清洗很难，不具有可再生性。是无法或很难将过滤组件的砂型微孔滤膜拆除以更换的，在使用一段时间后，过滤组件连同砂型微孔滤膜一起被更换掉，这就导致使用成本偏高。

③、安装繁杂、更换不便

在安装之前，需要裁剪合适尺寸的滤纸。然后通过夹子将盛液部件和过滤组件安装固定。使用完毕后，还需要手动拆除盛液部件和过滤组件，操作处理十分繁琐。

另外，作为传统吸附分离装置的核心组件——膜组件，一直以来受到了广泛的关注，特别是陶瓷膜，因其具有良好的吸附分离性能而广受欢迎。陶瓷膜，又称无机陶瓷膜，是以无机陶瓷材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜。陶瓷膜主要分为管式陶瓷膜和片状陶瓷膜两种。管式陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物质(或液体)透过膜，大分子物质(或固体)被膜截留，从而达到分离、浓缩、纯化和环保等目的。片状陶瓷膜(或称为平板陶瓷膜)上密布微孔，根据在一定的膜孔径范围内，渗透的物质分子直径不同则渗透率不同，以膜两侧的压力差为驱动力，膜为过滤介质，在一定压力作用下，当料液流过膜表面时，只允许水、无机盐、小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，已经成功应用于食品、饮料、植(药)物深加工、生物医药、发酵、精细化工等众多领域。

粉煤灰是一种灰质材料，主要是由煤中的粘土矿物、石英、方解石、黄铁矿等矿物等无机组分煅烧产生。因此粉煤灰化学成分以Al₂O₃和SiO₂为主，另外还有CaO、Fe₂O₃、MgO、Na₂O、K₂O、SO₃及没有燃烧完全的有机物质。粉煤灰颗粒呈球形结构且有大量的微孔，活性高、比表面积大，容易研磨，在制成产品时煅烧温度低，节省能耗，是一种优异的原材料。