各類無機(jī)材料制備的陶瓷膜應(yīng)用技術(shù)已隨著時代的發(fā)展逐漸融入工業(yè)建設(shè)與民生應(yīng)用當(dāng)中，其耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、孔徑分布窄、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而越來越受到關(guān)注。陶瓷膜技術(shù)已成為我國高性能膜材料領(lǐng)域發(fā)展最為迅速、最具前景的技術(shù)之一，在我國也具有廣泛的應(yīng)用。
然而，陶瓷膜也不是十全十美的，在應(yīng)用過程中的膜污染問題一直是影響其應(yīng)用的瓶頸因素之一。陶瓷膜污染直接造成膜通量的衰減，導(dǎo)致陶瓷膜系統(tǒng)運(yùn)行成本增高，并且影響膜的使用壽命。通常采用陶瓷膜預(yù)處理系統(tǒng)與膜清洗相結(jié)合來保證膜系統(tǒng)的正常運(yùn)行及延長膜的壽命。由于陶瓷膜污染是不可避免的，因此陶瓷膜的清洗技術(shù)是廣泛發(fā)展陶瓷膜應(yīng)用的有力保障。
1 陶瓷膜污染
陶瓷膜的污染與有機(jī)膜污染機(jī)理類似，均是在膜分離液過程中，被料液中的某些組分吸附或沉積在膜表面或膜孔中，導(dǎo)致料液滲透量下降的現(xiàn)象，包括膜孔道被大分子堵塞引起膜的過濾阻力增加，溶質(zhì)在孔內(nèi)壁吸附、膜面形成凝膠層，增加傳質(zhì)阻力等。造成膜污染的吸附和沉積作用是陶瓷膜與料液之中的組分之間以及吸附在陶瓷膜面上的組分與料液中的其他組分之間相互作用的結(jié)果。這種作用有物理化學(xué)作用，也可能有生物作用，作用的程度與組分的濃度、電荷性、溶液的pH值等有關(guān)。
2 陶瓷膜清洗技術(shù)
陶瓷膜清洗技術(shù)發(fā)展至今，主要包括物理清洗、化學(xué)清洗、生物清洗技術(shù)等。
物理清洗技術(shù)主要是反沖洗、低壓高流速清洗、負(fù)壓清洗、沖洗、浸泡、機(jī)械刮除等，此外還包括新發(fā)展的電清洗及超聲波清洗技術(shù)。其中，電清洗是利用電場使帶電荷的膜；超聲波清洗利用超聲波技術(shù)與其它清洗技術(shù)結(jié)合，可以增強(qiáng)清洗效果，清洗到被污染的陶瓷膜的死角、空隙。
化學(xué)清洗技術(shù)可以去除物理清洗難以去除的污染物質(zhì)，其原理是指利用清洗劑與污染物質(zhì)的多項(xiàng)反應(yīng)。根據(jù)陶瓷膜性質(zhì)、料液特性、污染程度可以選擇的常用化學(xué)清洗劑有酸堿液、螯合劑、氧化劑、表面活性劑等。
生物清洗技術(shù)在工程應(yīng)用過程中使用生物酶等生物制劑來清洗蛋白等污染物質(zhì)，在陶瓷膜過濾食品料液過程中具有實(shí)際的應(yīng)用價值。
2.1 食品發(fā)酵工業(yè)中陶瓷膜的清洗技術(shù)
由于陶瓷膜的優(yōu)點(diǎn)，陶瓷膜應(yīng)用在食品工業(yè)中，對牛奶、果酒、果汁、飲料、白酒、啤酒等除菌過濾效果十分顯著。在其應(yīng)用過程中，食品料液特性復(fù)雜，粘度大，因此對于陶瓷膜的污染狀況比較復(fù)雜。有研究學(xué)者對以下幾種情況作出過實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
①陶瓷膜澄清食醋后的清洗技術(shù)：采用氫氧化鈉、雙氧水、硫酸等不同化學(xué)清洗劑，結(jié)合多步清洗法效果最好。
②被生醬油污染后的陶瓷膜的清洗技術(shù)：根據(jù)生醬油對膜的污染物質(zhì)主要為蛋白質(zhì)、固形物、食鹽、色素分子及少量菌體碎片等，通過試驗(yàn)選擇清洗效果較好的強(qiáng)堿清洗加硝酸清洗的化學(xué)清洗方式。
③陶瓷膜濃縮乳酸菌發(fā)酵液后的清洗技術(shù)：采用氫氧化鈉和硝酸的連續(xù)兩步法清洗，膜通量恢復(fù)率較高。
總結(jié)而言，陶瓷膜處理不同食品料液后的清洗方式要根據(jù)殘留污染物的組分具體情況，具體分析，分類操作。
2.2 中藥行業(yè)中陶瓷膜的清洗技術(shù)
陶瓷膜應(yīng)用在中草藥水提液的澄清處理具有其突出優(yōu)勢。在使用陶瓷膜法過濾中草藥水提液過程中，由于中藥提取液成分非常復(fù)雜，含有大量的固體顆粒、鞣質(zhì)、膠質(zhì)、蛋白、淀粉及樹脂等無效藥的大分子物質(zhì)，因此陶瓷膜極易污染。在中藥行業(yè)中，陶瓷膜的清洗技術(shù)研究主要是針對不同的中藥液種類。
研究有以下：
①在陶瓷膜澄清糖渴清水提液過程中，“水沖洗+超聲波”清洗方法最佳；
②在陶瓷膜過濾生地黃提取液過程中，對膜管造成污染的物質(zhì)，采用熱水沖洗膜表面及2%的次氯酸鈉溶液清洗，可使膜通量幾乎完全恢復(fù)。
③陶瓷膜分離提純綠原酸提取液的膜清洗技術(shù)，研究人員比較了不同化學(xué)清洗劑的清洗效果，發(fā)現(xiàn)多聚磷酸鈉的清洗效果最好，并考察了多步清洗法的清洗效果，發(fā)現(xiàn)“1%氫氧化鈣+1%次氯酸鈉+1%多聚磷酸鈉清洗效果較好。”
2.3 廢水處理中陶瓷膜的清洗技術(shù)
與有機(jī)膜在廢水處理中的應(yīng)用相比較，陶瓷膜主要應(yīng)用在水量較小，含油量高、堿性或酸性的廢水中。這類廢水極易損壞有機(jī)膜。在使用陶瓷膜處理含油廢水方面，已經(jīng)具有相應(yīng)的工程應(yīng)用，并且產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
具體研究有如下：
①陶瓷膜處理含油廢水過程中膜的化學(xué)清洗技術(shù)，最終確定最佳清洗組合是1%C18H29O3SNa清洗5min，1.5%NaOH清洗15min，2.0%HNO3清洗10min。
②針對冷軋廠廢水處理中污染的陶瓷超濾膜清洗，研究結(jié)論為使用2%~2.5%的陰離子表面活性劑、pH為3的酸洗液、pH為11的堿洗液對無機(jī)陶瓷膜進(jìn)行清洗，可達(dá)到理想效果。
③在應(yīng)用陶瓷膜生物反應(yīng)器處理啤酒廢水膜污染的清洗，最終采用高壓水沖清洗之后，用0.2%次氯酸鈉溶液浸泡4h，0.1%硝酸溶液浸泡4h的物理清洗與化學(xué)清洗相結(jié)合的清洗方式，效果較好。
3 總結(jié)
陶瓷膜以其獨(dú)特的優(yōu)勢分離、濃縮成分較為復(fù)雜的料液，因此需要針對其在不同行業(yè)的應(yīng)用方式研究不同的清洗方法。在其研究過程中，考慮增添新興的清洗方法，如超聲波清洗等與傳統(tǒng)化學(xué)清洗相結(jié)合的方式，以提高清洗效率。