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膜技术在工业废水处理中的应用研究进展

来源:233网校 2008年2月28日

  作为一种新型的分离技术,膜分离技术既能对废水进行有效的净化,又能回收一些有用物质,同时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点, 因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。据估计,2000 年膜技术的世界市场规模已达近20 亿美元的销售额〔1〕。在废水处理中应用的膜分离过程主要有微滤(MF) 、超滤(UF) 、纳滤(NF) 、反渗透(RO) 和电渗析( ED),它们的分离过程及其传质机理见表1〔2〕。

  1 含油废水的处理

  含油废水面广量大, 钢铁工业的压延、金属切削、研磨, 以及石油炼制及管道运输等都产生含油废水, 处理含油废水的目的主要是除油同时去除COD及BOD.膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛, 主要是采用不同材质的超滤膜和微滤膜来处理。

  唐燕辉等利用自行设计、组装的膜处理装置,考察了多种制膜方法,实验表明用加压制膜法制备的超滤膜(A4 膜),分离机械加工排放的含油污水时,可以使CODCr 从728.64 mg/L 降至87.8 mg/L,含油质量浓度从5 000 mg/L 降至2.5 mg/L,脱除率分别达到87.95%和99.95%, 分离后排水已达到国家规定的排放标准〔3〕。B. E. Reed 研究了用截留相对分子质量为120 000、表面荷负电和截留相对分子质量为100 000、表面不带电的管式聚亚乙烯氟超滤膜处理含质量分数为0.5%油脂的金属工业废水〔4〕。荷电膜由于高的截留相对分子质量和表面电荷,其平均渗透通量远大于不带电膜。当油脂质量浓度小于50mg/L、总悬浮固体质量浓度小于25 mg/L 时,荷电膜油脂的平均去除率为97%,而不带电膜为98%.两种膜对总悬浮固体的去除率均接近97%.张国胜采用0.2 μm 氧化锆膜处理钢铁厂冷轧乳化液废水,通过对膜的选择、操作参数的考察、过程的优化,获得了满意的结果,膜通量100 L/(m2.h) 时,含油质量浓度从5 000 mg/L 降至10 mg/L 以下,截留率大于99%,透过液中油质量分数小于0.001%,并且该技术已实现了工业化应用〔5〕。张裕嫒用相转化法制备聚砜- Al2O3 复合膜,将Al2O3 微粒填充到聚砜中,并用该复合膜对华北油田北大站外排水砂滤后水样进行了超滤处理,原水的油质量浓度为640 mg/L, 处理后的油质量浓度小于0.5 mg/L,完全符合回注水的要求〔6〕。

  2 染料废水的处理

  目前在染料的工业生产过程中,产生大量的高盐度( 质量分数大于5%) 、高色度( 数万至十几万) 、高CODCr( 数万至十几万)的废水。由于该类废水的BOD5 与CODCr 的比值小于0.4,生物降解性差;同时废水中所含的盐将进一步降低废水的生物降解性,所以生化处理前必需对其进行预处理〔7〕。

  杨刚等采用CA 卷式纳滤膜进行了二苯乙烯双三嗪型荧光增白染料(NT)水溶液脱盐和浓缩过程的研究。在1.8 MPa 压力下经纳滤膜处理后,NT 染料水溶液中的NaCl 浓度从1.05 mol /L 降到0.049mol /L 以下,NT 浓度从0.14 mol /L 浓缩到0.25 mol /L以上,NT 成分的平均截留率达99.8%〔8 〕。GuohuaChen 等采用ATF50 型纳滤膜对香港的印染废水进行处理,两股原水的COD 分别为14 000 mg /L 和5 430 mg/L,经纳滤后,两股废水的COD 截留率分别达到95%和80%~85%,出水达到了香港的排放标准〔9〕。刘宗义利用卷式反渗透膜处理腈纶丝洗涤废液,进膜废液中己内酰胺单体质量浓度在2 000mg/L以上时,可以使单体含量浓缩10 倍以上,截留率达到80%左右,透过液可作为工艺用水,可节约大量新鲜软水,具有显著的经济效益〔10 〕。郭明远等自制了醋酸纤维素纳滤膜,研究了该纳滤膜对活性艳红、X- 3B 水溶液的分离性能,结果表明,CA 纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收〔11〕。

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