一、无机陶瓷膜的发展过程

无机陶瓷膜也称GT膜，是以无机陶瓷原料经特殊工艺制备而成的非对称膜，呈管状或多通道状。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(或固体颗粒、液体液滴)被膜截留从而达到固液分离、浓缩和纯化之目的。

在膜科学技术领域开发应用较早的是有机膜，这种膜容易制备、容易成型、性能良好、价格便宜，已成为应用最广泛的微滤膜类型。但随着膜分离技术及其应用的发展，对膜的使用条件提出了越来越高的要求，需要研制开发出极端条件膜固液分离系统，和有机膜相比，无机陶瓷膜具有耐高温、化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂、机械强度高，可反向冲洗、抗微生物能力强、可清洗性强、孔径分布窄，渗透量大，膜通量高、分离性能好和使用寿命长等特点。

无机陶瓷膜在水处理中应用最大的障碍主要有二个方面，其一是制造过程复杂，成本高，价格昂贵;其二是膜通量问题，只有克服膜污染并提高膜的过滤通量，才能真正推广应用到水处理的各个领域。

美国西雅图环境科技公司研发的涤饵DEAR无机陶瓷膜系统，是在普通陶瓷膜研究的基础上，通过高科技改造，减少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了无机陶瓷膜在水处理中应用的主要问题，使无机陶瓷膜应用于水处理成为可能。

二、特点

(1) 独有的双层膜结构:涤饵DEAR无机陶瓷膜系统在在膜过滤层表面，通过溶胶一凝胶法制备TiO2溶胶，采用浸渍提拉法在陶瓷膜上涂敷纳米TiO2光催化材料，使陶瓷膜表面具有"自洁"功能，减缓有机在膜表面积累和堵塞，一方面降低膜污染，另一方面提高陶瓷膜管强度和膜过滤通量，提高膜通量稳定性;Al2O3-ZrO2复合膜结构:使膜管机械性能更加优良，由于材料本身的性能缺陷或制备过程中存在的一些实际问题，单一无机膜材料一般不能满足实际需要，因此无机负载复合分离膜的研制得到迅速发展，涤饵DEAR无机陶瓷膜采用整体复合技术，通过溶胶凝胶法，制备Al2O3-ZrO2复合膜，由于含ZrO2材料与Al2O3、SiO2和TiO2等材料相比具有更好的机械强度、化学耐久性和抗碱侵蚀等特性，涤饵DEAR®无机陶瓷膜具有更强的机械强度和热稳定性，而且复合膜的孔径分布窄，呈单峰。

(2) 可实现在线反冲，膜通量稳定:由于复合陶瓷膜独特结构和机械性能，能有效承受0.4mp以下的反冲压力，可实现在线反冲，从而获得稳定的膜通量，克服了无机膜系统在水处理应用中价格高、易污染、膜通量小、设备庞大等问题，使无机陶瓷膜系统在水处理中应用成为可能。涤饵DEAR无机陶瓷膜是专为污水处理设计的，其最大特点是膜通量大，其运行膜通量是有机膜10-100倍，是普通多孔陶瓷膜的50-10倍、机械强度高、耐污染、可实现在线反冲。

三、主要技术参数

膜层厚度:50-60μm，膜孔径0.01-0.5μm;

气孔率:44-46%;

过滤压力:1.0 Mpa，反冲压力:0.4 Mpa以下;

膜材质:双层膜，外膜TiO2;内膜Al2O3-ZrO2复合膜

四、陶瓷膜主要应用领域

中水回用;

工厂化养殖原水解毒处理;

发电厂、化工厂等大型冷却循环水旁滤系统;

油田采出水回用处理;

轧钢乳化液废液处理;

金属表面清洗液再生处理。

一、按用途分类

中水因用途不同有三种处理方式

1. 一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中，即实现水资源直接循环利用，这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区，但投资高，工艺复杂;

2. 另一种是将其处理到非饮用水的标准，主要用于不与人体直接接触的用水，如便器的冲洗，地面、汽车清洗，绿化浇洒，消防，工业普通用水等，这是通常的中水处理方式。

3.工业上可以利用中水回用技术将达到外排标准的工业污水进行再处理，一般会加上软化器，RO，EDI/混床等设备使其达到软化水，纯化水，超纯水水平，可以进行工业循环再利用，达到节约资本，保护环境的目的。

二、按处理方法分类

按处理方法，中水处理工艺一般分为 3 种类型:

1 .物理处理法:

膜滤法，适用于水质变化大的情况。

采用这种流程的特点是:装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。

膜滤法是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出;而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。

蒸发热法:适用于任何水质。

采用这种流程的特点是:稳定性高，易于维护，使用寿命长，操作简单，不因水质波动而影响设备运行。

蒸发热法是通过加热蒸发，使溶液在蒸发体内达到沸点情况下分离出纯水和盐类固体，纯水通过蒸汽形态冷凝为纯水，浓缩液经过不断循环蒸发形成盐类固体。纯水水质通过一系列过滤等措施可以达到中水回用。

2 .物理化学法:

适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有:砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是:采用中空纤维超滤器进行处理，技术先进，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。

3 .生物处理法

适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法(如图所示)、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化 + 生物滤池;生物滤池 + 活性炭吸附;转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。

当前，由于一些国家和地区在过度地、毫无节制地开发水资源的同时，环境保护意识比较差，使地表水和地下水均受到了不同程度的污染，使原本具有良好水质的新鲜水供应受到限制;其次，待开发的新鲜水源离集中供水点距离较远，一次性投资费用高昂，这样一些缺水地区无力扩大供水能力。理到非饮用的程度，在此引出了中水概念。中水也就是将人们在生活和生产中用过的优质杂排水(不含粪便和厨房排水)、杂排水(不含粪便污水)以及生活污(废)水经集流再生处理后回用，充当地面清洁、浇花、洗车、空调冷却、冲洗便器、消防等不与人体直接接触的杂用水。因其水质指标低于城市给水中饮用水水质标准，但又高于污水允许排入地面水体排放标准，亦即其水质居于生活饮用水水质和允许排放污水水质标准之间，故取名为"中水"。

中水开发与回用技术得到了迅速发展，在美国、日本、印度、英国等国家(尤以日本为突出)得到了广泛的应用。这些国家均以本国度、区域的特点确定出适合其国情国力的中水回用技术，使中水回用技术越来越臻于完善。在中国，这一技术已受到各级政府及有关部门重视并对建筑中水回用做了大量理论研究和实践工作，在全国许多城市如深圳、北京、青岛、天津、太原等开展了中水工程的运行并取得了显著的效果。我国的国有工业企业和部分民企，比如污染严重和水资源利用较多的企业都建成了中水回用项目，为低碳生产和节能减排的国家级号召做出了贡献。

1、《室外排水设计规范》(GB50014-2006);

2、《生活杂用水水质标准》(GB/T18920-2002);

3、《建筑给水排水设计规范(2009年版)》GB 50015-2003;

4、《建筑中水设计规范》GB50336-2002;

5、《居民小区给水排水设计规范》(CECS57-94);

6、回用水标准符合国家《城市污水再生利用 景观环境用水水质》(GB/T18921-2002);

7、建设方提供的有关生活污水水质、水量、布局、工程图纸等基础资料;

8、其他相关标准及规范。

废水回用，通常与中水回用混为一谈，但是有所不同，废水回用指工业废水经过UF+RO工艺回用到生产线，循环使用的，回收率相对低于75%，非用于绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等。

回用水:以上二种都可以称作回用水，但一般厂家为提高回收率都有会结合起来做。

中水水质必须要满足以下条件:

1.满足卫生要求。其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮物、COD、BOD5、磷化物等。

2.满足人们感观要求，即无不快的感觉。其衡量指标主要有浊度、色度、臭味等。

3.满足设备构造方面的要求，即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢。 其衡量指标有pH值、硬度、蒸发残渣、溶解性物质等。

我国对中水研究越来越深入，为保证中水作为生活杂用水的安全可靠和合理利用，于一九八九年正式颁布了《生活杂用水水质标准》(CJ25·1一89)。

中水处理回用系统按其供应的范围大小和规模，一般有下面四大类:

一、排水设施完善

该系统中水水源取自本系统内杂用水和优质杂排水。该排水经集流处理后供建筑内冲洗便器、清洗车、绿化等。其处理设施根据条件可设于本建筑内部或临近外部。如北京新万寿宾馆中水处理设备设于地下室中。

二、排水设施不完善

城市排水体系不健全的地区，其水处理设施达不到二级处理标准，通过中水回用可以减轻污水对当地河流再污染。该系统中水水源取自该建筑韧的排水净化池(如沉淀池、化粪池、除油池等)，该池内的水为总的生活污水。该系统处理设施根据条件可设于室内或室外。

三、小区域建筑群

该系统的中水水源取自建筑小区内各建筑物所产生的杂排水。这种系统可用于建筑住宅小区、学校以及机关团体大院。其处理设施放置小区内。

四、区域性建筑群

该系统特点是小区域具有二级污水处理设施，区域中水水源可取城市污水处理厂处理后的水或利用工业废水，将这些水运至区域中水处理站，经进一步深度处理后供建筑内冲洗便器、绿化等用途。

中水回用技术简介

其特点为用各种物理、化学、生物等手段对工业所排出的废水进行不同深度的处理，达到工艺要求的水质，然后回用到工艺中去，从而达到节约水资源，减少环境污染的目的。下面就两种最主要的回用技术作一介绍:

(一)冷却水技术

节约冷却水是工业节水的主要途径:

1、改直接冷却水为间接冷却水

在冷却过程中，特别在化学工业中，如采用直接冷却的方法，往往使冷却水中夹带较多的污染物质，使其失去再利用的价值，如能改为间接冷却，就能克服这个缺点。

2、降低冷却要求，减少冷却水用量。

3、采用非水冷却。

如在某种工艺生产中，采用空冷或油冷，达到冷却的目的。

4、利用人工冷源或海水作冷却水，减少地下水或淡水用量。

5、合理利用冷却水。

对已使用过的冷却水可以进行一定的降温措施后，反复使用，也可以在第一次作为冷却水使用后，用于其它对水质、水温要求较低的场合。

在采用这个办法时,要注意各车间供水系统的密切配合,加强冷却水的管理,避免因一个环节出问题而影响其他车间供水。

6、冷却水的循环利用

这种冷却水利用技术主要是经过冷却器变成的热水经过冷却构筑物使水温降到回用水水温，从而循环使用。

冷却水在循环使用时，应注意水中细菌的繁殖、水垢的形成、设备腐蚀、水压、水量变化等问题。

(二)一水多用污水净

由于生产工艺中各环节的用水水质标准不一，因此将某些环节的水经过适当的处理后重复利用或用于其它对水质要求不高的环节中。以达到节水的目的。如:可先将清水作为冷却水用，然后送入水处理站经软化后作锅炉供水用。城市污水集中处理后用于生产、生活等。

中水回用技术举例

下面就生活中水做一简单介绍。

生活中水，主要指生活污水经过处理，达到使用标准后，用于冲厕、绿化、景观、喷洒路面以及冷却水的补充等杂用。中水水质应达到《生活杂用水水质标准》。

1、中水水源

选择中水，应首先选用优质杂排水，一般可按下列顺序取舍:

A、冷却水B、淋浴排水C、盥洗排水D、洗衣排水E、厨房排水F、厕所排水

2、处理工艺

当以优质杂排水和杂排水作为中水水源时，可采用以物化处理为主的工艺流程，或采用生物处理和物化处理的工艺流程。

当利用生活污水作为中水水源时，可采用二段生物处理，或生物处理与物化处理相结合的处理工艺流程。

3、中水设计建设规定

凡建设项目都应按规定同时配套设计中水设施，属以下情况的建设项目必须配套设计建设中水设施:

A、宾(旅)馆、饭店、商店、公寓、综合性服务楼及高层住宅等建筑的建筑面积在2万平方米以上。 B、机关、科研单位、大专院校和大型综合性文化、体育设施的建筑面积在3万平方米以上。

C、住宅小区规划人口在3万人以上(或中水回用量在750立方米/日以上)。

有关中水设施的管理按照建设部发布的《城市中水设施管理暂行办法》执行，中水设施的设计按中国工程建设标准化协会编制的《建筑中水设计规范》。

为统一城市污水再生后回用做生活杂用水的水质，以便做到既利用污水资源，又能切实保证生活杂用水的安全和适用，特制订中水回用标准。

本标准适用于厕所便器冲洗、城市绿化、洗车、扫除等生活杂用水，也适用于有同样水质要求的其他用途的水。

本标准由城市规划、设计和生活杂用水供水运行管理等有关单位负责执行。生活杂用水供水单位的主管部门负责监督和检查执行情况。

本标准是制订地方城市污水再生回用作生活杂用水水质标准的依据，地方可以本标准为基础，根据当地特点制订地方城市污水再生回用作生活杂用水的水质标准。地方标准不得宽于本标准或与本标准相抵触;如因特殊情况，宽于本标准时应报建设部批准。地方标准列入的项目指标，执行地方标准;地方标准未列入的项目指标，仍执行本标准。

水质标准和要求

生活杂用水管道、水箱等设备不得与自来水管道、水箱直接相连。生活杂用水管道、水箱等设备外部应涂浅绿色标志，以免误饮、误用。

生活杂用水供水单位，应不断加强对杂用水的水处理、集水、供水以及计量、检测等设施的管理，建立行之有效的放水、清洗、消毒和检修等制度及操作规程，以保证供水的水质。

水质检验

水质的检验方法，应按《生活杂用水标准检验法》执行。

生活杂用水集中式供水单位，必须建立水质检验室，负责检验污水再生设施的进水和出水以及出厂水和管网水的水质。