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          膜技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理過(guò)程中的應用

          2020-08-20 09:45:38 nvg75541108 502

          摘要:水是人們生活中必不可少的重要資源。在以往的工業(yè)發(fā)展中,長(cháng)期實(shí)施粗放式廢水處理方法,其具有排放量大、利用率低的特點(diǎn),排放中還會(huì )有眾多毒害物質(zhì)對水資源造成污染?;诖?,本文將分析工業(yè)廢水深度處理概念,探究膜技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理中的應用,旨在提高水資源利用率,廣泛推行回用水政策。

          前言

          隨著(zhù)工業(yè)的不斷發(fā)展,盡管為人們的生活帶來(lái)了越來(lái)越多的便利,但是隨之出現的工業(yè)廢水也加重了環(huán)境污染。人們的生活質(zhì)量不斷提高,工業(yè)廢水污染問(wèn)題也引起了人們的廣泛重視,可以使用膜技術(shù),通過(guò)將不同料液進(jìn)行分離、純化、濃縮,其主要依據孔徑不同分為微濾、超濾、納濾、反滲透膜,在深度處理工業(yè)廢水中具有廣泛的應用價(jià)值[1]。

          一、膜技術(shù)要點(diǎn)

          膜技術(shù),又稱(chēng)膜分離技術(shù),是以高分子分離膜為基礎的新型流體分離單元操作技術(shù),其特點(diǎn)在于分離時(shí)不存在向的變化,僅僅通過(guò)壓力作用實(shí)現分離效果,是當下節能高效的分離技術(shù)。膜技術(shù)可利用半透膜將廢水中的溶劑或溶質(zhì)分離出去,常見(jiàn)的膜技術(shù)包括微濾、超濾、納濾以及反滲透等。

          1.微濾

          微濾是一種精密過(guò)濾法,利用流體壓力差,將大分子溶質(zhì)或微粒進(jìn)行截留,而小分子溶質(zhì)或粒子可通過(guò)膜,一般可截留溶液中的黏土、淤泥以及砂礫等顆粒,還可截留藻類(lèi)、隱孢子蟲(chóng)、賈第蟲(chóng)等。微濾主要有錯流過(guò)濾和死端過(guò)濾兩種方式,其中,錯流過(guò)濾適用于大規模應用,對于懸浮粒子的濃度、大小變化不敏感,但是膜要經(jīng)常清洗,死端過(guò)濾則適用于小范圍處理,膜通常制為一次性濾芯。

          2.超濾

          超濾是利用壓差推動(dòng)力實(shí)現的篩孔分離,膜孔徑范圍在1nm~0.055m范圍內,起初使用的超濾膜為動(dòng)物臟器薄膜,后經(jīng)過(guò)工業(yè)應用發(fā)展,現可使用非對稱(chēng)膜,表皮層更薄,所以操作壓力更小,普遍在0.1~0.5MPa之間,膜的水透通量大約在0.5~5.0m(m.m)。實(shí)際廢水處理時(shí),超濾膜的性能實(shí)現并不僅僅為篩分理論,其材料的表面化學(xué)特性也起到了重要作用,所以可認為超濾膜分離特性是化學(xué)性質(zhì)與膜孔徑共同決定的。

          3.納濾膜

          納濾膜分離并不會(huì )對生物活性造成破壞,也沒(méi)有化學(xué)反應和相變,能夠有效截留相對分子質(zhì)量高于200的有機小分子和高價(jià)離子,并分離蛋白質(zhì)和同類(lèi)氨基酸,實(shí)現分離低分子量和高分子量,成本相對較低,能夠廣泛運用于冶金、生化、環(huán)保、醫藥、化工等領(lǐng)域中。

          4.反滲透膜

          反滲透膜分離過(guò)程可有效去除有機小分子雜質(zhì)和無(wú)機鹽,操作便捷,裝備簡(jiǎn)單,更容易實(shí)現自動(dòng)化,由于其分離過(guò)程是出于高壓狀態(tài)下,所以應配置耐高壓管路和高壓泵,與此同時(shí),反滲透分離膜裝置也有著(zhù)較高的進(jìn)水指標,應預處理原水,隨后進(jìn)行分離,為了避免發(fā)生膜污染,可定期對膜進(jìn)行清洗。

          二、膜技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理過(guò)程中的應用

          1.造紙廢水處理深度中的應用

          通過(guò)實(shí)驗,利用反滲透微濾膜裝置處理造紙廢水,造紙廢水中含有-為1085.32mg/L,為785.9mg/L,為12.5mg/L,為13.10mg/L,COD為256mg/L,電導率約為4.8μs/cm,TDS為2410mg/L,鐵為1.05mg/L,為26.28mg/L,TOC為100mg/L,通過(guò)實(shí)驗確定了反滲透膜裝置最佳工作壓力是2MPa,最佳進(jìn)水量則是70l/h,以此為標準得到了較好的廢水去除效果,色度從原有的棕黃色變成透明,造紙廢水中存在的發(fā)色基團去除成功,電導率低于2μS/cm,而TDS低于35mg/L,脫鹽率達到了98%以上,TOC去除率在99%以上,平均濁度是0.2NTU,去除率在99%,各項指標表明了反滲透與微濾膜技術(shù)相結合對于造紙廢水深度處理具有良好的效果[4]。另外,使用納濾技術(shù)處理此水質(zhì),得出最佳工作壓力是1 MPa,最佳進(jìn)水量則是60 l/h,在經(jīng)過(guò)微濾與納濾相結合處理后,平均電導率是3.56 μS/cm,脫鹽率為37.9%,TDS平均在17315mg/L,其去除率在35%以下,TOC值在5.27 mg/L,去除率是95%,濁度值平均為0.2 NTU,相較于反滲透與微濾裝置深度處理而言,納濾膜技術(shù)滲處理能力較差,情況允許應當使用反滲透與微濾裝置處理造紙廢水。

          2.冶金廢水深度處理中的應用

          重金屬離子廢水對于環(huán)境具有較為嚴重的影響,想要對其進(jìn)行深度處理,則需要使用膜分離技術(shù),通過(guò)超濾膜與反滲透膜的結合,能夠有效保證其出水達到鍋爐用水標準。通過(guò)實(shí)驗,利用V1072-35-PMC膜組件處理冶金廢水,水質(zhì)SDI數值小于20,濁度在14.1NTU-17.1NTU之間,含鐵量大于5mg/L,余氯為800mg/L左右,COD約為50mg/L,PH值8,利用超濾膜裝置進(jìn)行處理,過(guò)濾周期時(shí)間越長(cháng),則凈水量正價(jià)越多,失水率劍俠。但是,時(shí)間過(guò)長(cháng)則會(huì )影響超濾膜的滲透速率。經(jīng)過(guò)超濾膜處理后,水渾濁度在14.1-17.2NTU之間時(shí),出水渾濁度小于1.0NTU,去濁率達到了95%,由此說(shuō)明了超濾膜具有較好的深度處理冶金廢水的效果。SDI是水中顆粒、膠體等能夠堵塞水純化設備的含量,作為水質(zhì)指標的重要參數,在此次實(shí)驗中,通過(guò)反滲透膜技術(shù),保證DSI穩定在3以下。而水中含有游離氯會(huì )對反滲透膜造成損壞,可以在反滲透之前將其除去,余氯在1000mg/L左右時(shí),出水余氯在0.35mg/L左右,余氯的去除率高達99%,滿(mǎn)足反滲透需求。

          3.皮革工業(yè)廢水深度處理中的應用

          皮革工業(yè)每年將會(huì )排放超過(guò)1億噸的廢水,在全國廢水排放中占據極大的比例,其中含有較多的堿性物質(zhì),耗氧高、色度濃、懸浮物多,還存在較多的硫化物等有毒物質(zhì)。因此,需要對其皮革廢水進(jìn)行深度處理,可以使用超濾與反滲透雙膜技術(shù),實(shí)現回用生產(chǎn)水,減少廢水排放。通過(guò)實(shí)驗,皮革廢水在實(shí)驗前水質(zhì)PH值為7,濁度在45NTU,COD約為240mg/L,電導率為10800μS/cm,色度為140,小于0.1 mg/L,氨氮含量為55 mg/L,硬度約為314 mg/L,硫酸鹽小于1500 mg/L,經(jīng)過(guò)預處理后皮革廢水通過(guò)超濾系統,將水中大分子膠體、微生物等去除,再經(jīng)過(guò)反滲透系統過(guò)濾。超濾處理后濁度平均值在0.4 NTU,COD去除率大于24%,SDI值低于3,后經(jīng)反滲透處理,電導率為312μS/cm,脫鹽率達到了94%,COD在5-18 mg/L之間,COD去除率達到90%以上,PH值是6,氨氮濃度小于8 mg/L,通過(guò)實(shí)驗結果,可以了解到在皮革工業(yè)廢水深度處理中,可以使用超濾與反滲透雙膜技術(shù),達到了水質(zhì)回用標準。

          4.化工工業(yè)廢水深度處理中的應用

          化工工業(yè)廢水在經(jīng)過(guò)生化、物理等處理后,可以將其中的大部分易沉淀、易生化降解直至消除。但是,粗糙的處理方式并不能將其中存在的油類(lèi)、懸浮物等全部去除,若是直接將其排放,則會(huì )造成水體污染。因此,需要將化工污水進(jìn)行深度處理,便于回用生產(chǎn),對于水資源日益減少的今天具有重要的意義。而對于化工深度處理技術(shù),可以使用陶瓷微濾膜裝置,具有良好的過(guò)濾效果。通過(guò)實(shí)驗,使用陶瓷微濾膜,化工水質(zhì)PH值為7.25,濁度在150NTU,COD約為75.8mg/L,電導率為3410μS/cm,油類(lèi)含量為10.21 mg/L,固體懸浮物為55 mg/L,含量為361.8 mg/L,含量為231.5 mg/L,經(jīng)過(guò)陶瓷微濾膜裝置過(guò)濾后,可以了解到運行壓力增大,則膜通量增加,但是降低了出水水質(zhì),其去油率達到80%,COD去除率達到60%,但是不能將化工中溶解性物質(zhì)去除,還需要另外使用其他裝置增加化工工業(yè)廢水深度處理的效率。



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