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膜技术在废水处理中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-08-04  来源:中国净水器网  作者:[db:作者]  浏览次数:535

  膜技术在废水处理中的应用艾翠玲贺延龄2,周孝德1 1.西安理工大学,陕西西安710048;2.西安交通大学,陕西西安710048技术的应用前景作了简要介绍。

  膜技术是通过种特殊的半透膜分离水中离子或分子的新型流体单元操作技术,近30年来取得了令人瞩目的发展,膜技术被誉为21世纪水处理领域的关键技术。常用的膜技术包括电渗析超滤微滤反渗透和纳滤。电渗析属于以电势梯度作为驱动力,而后种膜法属于以压力梯度作为驱动力。以压力梯度作为驱动力的膜分离过程,不需伴随大量热能的变化,具有节能,可连续操作便于自动化等优点,受到越来越多的青睐。据估计去年膜技术的世界市场规模已达近20亿美元的销售额。其中在膜技术应用方面领先的国家有美国日本德国等。

  国内膜技术应用开始于70年代前后,超滤膜由于热稳定性较高而较早的被应用于制药食品制造工业中,反渗透膜最早多限于电子半导体行业的纯水制取;80年代以后,国内膜技术应用逐渐扩大到电力及其他行业;至9,年代,膜技术应用在饮用水处理方面取得普及。其中,纳滤是80年代后期开发的种新型膜分离技术。

  近年来,随着国内公众环保意识的提高,企业环保资金的投入,膜技术开始进入环保领域,特别是膜技术在废水处理方面的应用。目前,膜技术在废水处理方面应用主要涉及有海水淡化含油废水纺织废水食品废水制药废水造纸工业和石化工业废水处理等领域。

  1膜技术在海水淡化过程中的应用20多年来,反渗透海水淡化技术直受国家科委的重视和支持,无论在膜研制还是工程应用,都取得了许多成果,为发展我国的反渗透技术打下较好的基础。如1997年浙江嵊山建立了5001的反渗透淡化范工程,产水中大部分离子脱除率在99以上,1031021 0,2和0,的脱除率分别为94605064;产水达到,8574985国家生活用水指标国家地下水质量标准;产水耗电量5.5kWhra3,工程经济技术指标达国际先进水平2.据初步估计,国内产水量大于31的反渗透淡化装置总数不少于500台1.这些反渗透淡化装置的淡化对象大多数属于地水自来水或苦咸水,用于海水淡化的只有浙江作者简介艾翠玲1969,女,陕西华县人,助教,硕士。

  嵊山的500m3d的反渗透淡化工程,浙江嵊泗县马迹山的350m3d的反渗透淡化工程以及辽宁省长海县的1000m3d的反渗透淡化工程。另外,河北沧州化学工业股份有限公司于1999年进行了1800,131高浓度苦咸水淡化工程的招标,预计该工程将于今年底投产运行。

  个海水苦咸水淡化工程中,已有个工程投入运行使用,从运行的实际效果来看,基本达到了设计要求。

  2膜技术在含油废水处理中的应用在工业生产中含油废水的来源极为广泛,如石油采出水金属加工废水,钢铁厂冷轧乳化液废水石油化工生产中的含油废水等。含油废水具有易乳化难降解等特点,般的处理方法难以达到理想的处理效果。油在水中的分散情况有游离态乳化态和溶解态。膜技术可用来除去废水中的游离态和乳化态油。

  2.1油田采出水油田注水开采石油后期,原油含水率可高达到90以上。原油经脱水工艺处理后,水中尚含有油可溶性有机物固体颗粒无机离子细菌等,它们的存在使采出水,0油悬浮物等含量偏高,不能满足排放水质指标,也无法达到采出水回注地层水质要求。

  膜分离法是对含油污水深度处理可行而有效的方法,是目前研究的热点。张裕卿等研制出聚砜入1203复合膜超滤技术,超滤后的水样油含量0.5完全符合要求,对油的截留率皆在99以上,复合膜运行定时间后,清洗复合膜水通量恢复率较高3.李发永等1995年在国内最早采用膜技术处理采油污水,用外管式聚砜PS超滤膜处理采油污水;随后,他采用磺化聚砜83平板式和外管式超滤膜再次处理含油污水试验4钆研究认为,33膜通量随磺化度2.2金属加工废水冷轧乳化液废水含油脱脂液在金属加工过程中,排放的含乳化油废水量不大,但含油浓度很高,可达1258而且成分比较复杂,除含油脂外,还含面活性剂悬浮物及菌体等。此类废水的特点是油处于乳化状态,油滴直径在lμm以下,采用般的方法难以达到理想的处理效果。Chen等人经过比较采用孔径为0.05,1的氧化锆处理金属加工废水,通过过滤除去废水中的油和杂质,滤过水补充适当的面活性剂即可重新使用。

  冷轧乳化液废水是含油废水的种,其成分较复杂,主要由矿物油或植物油,乳化油和水组成,含油量比较高,般为210左右,且这部分油的乳化程度高,用常规的含油废水处理方法很难达到国家规定的废水排放标准。张国胜等采用的氧化锆膜处理冷乳乳化液废水,油浓度由原来的50000mgL降到小于10mg几达到了国家规定的废水排放标准,并比较了孔径膜材料等对过滤通量的影响,优化了氧化锆膜处理的操作过程9.目前采用氧化锆微滤膜处理冷轧乳化液废水在我国已经开始工业化应用,这必将推动这领域的科技进步。

  脱脂是金属涂装的前处理,脱脂液油份的浓度随脱脂处理而增加,其脱脂能力不断下降。

  般油份浓度增加到8几时,脱脂液需更新。张玉忠李然等人用超滤膜可浓缩除去脱脂液2.3船舶油污水船舶油污水主要包括船舶正常操作过程中排放的含油压载水含油洗舱水和机舱水大类。其中含油压载水油浓度可达358且多以上浮油和分散油的形态存在;含油洗舱水油浓度3 gL,大量油以乳化油形式存在;机舱水油浓度25mgL,其中70为润滑油。用反渗透膜可使油完全除去,但需较大的功率输入,且膜面污染现象严重,须经常清洗乃至更换,增加了操作的复杂性。超滤法出水中几乎不含油,用聚砜中空纤维超滤膜处理含油废水试验明,当进水油浓度为0.8时,出水油浓度低于18处理效果良好。

  3膜技术在其他废水处理中的应用3.1纺织废水张振成等采用,贾膜技术处理印染废水12,贾膜系统运行两个多月结果明尽管进水,0从387几变成到910邮色度从128倍变化到3 200倍,出水,00稳定在1几以下,色度稳定在50倍以下,出水,00色度都好于国家和地方排放标准。

  3.2食品废水储力前等采用超滤和反渗透膜组合工艺处理大豆蛋白废水13,此过程是纯物理性的,故此工艺的产品如乳清蛋白和低聚糖均不含任何化学试剂,属绿色天然保健食品。薛德明等人采用膜分离组合工艺制取甘露醇进行了工业性试验,取得了较好的结果队切。在组合工艺中采用新絮凝技术对海带浸泡予以处理,除去糖胶有机物和悬浮物等杂质;离子交换膜电渗析脱除料液中的无机盐,超滤作为反渗透预处理手段,进步净化海带水;反渗透进行甘露醇预浓缩。结果明,在严格控制工艺条件下,可将甘露醇浓缩到3.54.0,而透过液基本不含醇,经济效益显著。何昌生等用,人133人和,说瘸,が应用于黄酒的除菌和除浊均取得了较好的结果。超滤后的黄酒在色香味方面均优于未处理过的黄酒。

  3.3制药废水近年来,超滤法在中药制剂领域内的应用也逐渐开展。宋洪涛等用超滤法改革复方当归注射液的制备工艺,原工艺流程长910天,操作复杂,有效成分损失多。而超滤法的工艺流程缩短到2,5天,主要有效成分阿魏酸含量显著高于原工艺。薛云丽等在制备清开灵注射液工艺中,比较了水醇工艺和超滤工艺,结果明,超滤法不但大大缩短了生产周期,降低了成本,而且提高了产品质量。贺立中用两步超滤法制备伸筋草注射液,先用截留值30 000的超滤膜,除去大分子杂质,再用6000截留值的膜除去水分子,结果得到的注射液,与原工艺比产率有所提高,颜色浅1含量从5降至长期储存,澄清度无明显变化,并与药理试验相结合,方法有其独到之处,已申请了发明专利。季红等用超滤法制备感冒康注射液,并对其质量作了各项考察,包括安全试验,均符合规定,尤其是澄清度极佳,观察15个月,合格率达99.吴光夏等研制的除热源超率设备在山东新华制药厂,北京第制药厂已运行两年多,除热源效果良好间。此外,张玉忠等用超滤法处理的双黄连粉针药液清澈透明,有效成分基本不变,粒度符合标准。刘路等采用超滤与纳滤组合进行林可霉素发酵液的分离浓缩,超滤截留除去固体颗粒及蛋白质等大分子物质,起净化作用,纳滤对林可霉素全部截留,价以上离子基本全部截留,价离子通过加无机盐水可大部分出去。赵宜江嵇鸣等采用陶瓷微滤错流过滤技术澄清中药水提液,去除微粒及悬浮杂质彻底,渗透液质量好,澄清后可直接罐装为成品口服液3.4造纸工业膜分离技术处理制浆造纸工业废水在国外已较成熟,主要使用超滤和反渗透处理制浆废水及回收有用副产品,我国在这方面研究也有定进展。

  06朽1也,和,等采用纳滤与电渗析组合处理红麻制浆厂漂洗出水,离子几乎全部出去,3,含量降低到6,991基本上可以在造纸厂回用。杨友强李友明等采用3100超滤膜对化机浆废水进行了超滤法处理,超滤浓缩液的燃烧热为15.54幻8,固形物含量为188.98达到了碱回收工段的要求。

  3.5石化工业尤作亮用膜反渗透分离技术对齐鲁石化橡胶厂废水进行处理,处理后废水的总溶解固体硬度有机物都有较高的去除率,般大于90,对总盐量的去除率稳定在85左右23.

  4膜组合处理技术目前使用较多的是将高效膜分离技术与传统的活性污泥法相结合的新型水处理反应器系统26.通过膜的过滤作用,生物被完全截留在生物反应器中,实现了水力停留时间与污泥龄有对污染物去除效率高消化能力强出水水质稳定和设计操作简化易于实现自动控制等特点,是种先进的废水处理技术,具有很大的应用潜力29.适合于大型公共建筑生活污水和些难处理的工业废水的处理,其突出优点是占地少和处理后的水能够回用。此技术将是今后的重要发展方向。

  5前景综上所述,膜技术日益展现出其在废水处理领域的技术优势,为国内外竞相研宄开发的热点之,已在许多领域得到成功的应用,并且进步发展的空间更大。就我国目前现状而言,以下两个方面的工作亟待开展。

  膜污染问是目前研究的热点,也是膜技术在废水处理中着重需要解决的难点。

  膜的经济性。需不断开发新型膜材料,以降低膜本身的成本。

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