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1、膜技术在工业废水处理中的应用研究进展 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、
2、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728.64mg/L降至87.8mg/L,含油质量浓度从5000mg/L降至2.5mg/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
3、标准〔3〕。B.E.Reed研究了用截留相对分子质量为120000、表面荷负电和截留相对分子质量为100000、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25mg/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0.2μm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
4、、过程的优化,获得了满意的结果,膜通量100L/(m2·h)时,含油质量浓度从5000mg/L降至10mg/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640mg/L,处理后的油质量浓度小于0.5mg/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
5、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1.8MPa压力下经纳滤膜处理后,NT染料水溶液中的NaCl浓度从1.05mol/L降到0.049mol/L以下,NT浓度从0.14mol/L浓缩到0.25mol/L以上,NT成分
6、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14000mg/L和5430mg/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2000mg/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
7、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〕。 3造纸废水处理 造纸废水一般含悬浮物(包括无机和有机的)较多,为避免废水污物堵塞薄膜,减少清洗难度和频率,不宜直接用一段膜分离法,最好在膜分离前进行絮凝和常规过滤等预处理。目前对造纸废水的膜分离法的研究已取得实质性进展,并已开始进入工业化阶段。除抄纸废水(白水)用气浮法即可处理外,膜分离法几乎适用于处理所有的制浆造纸废水(如机械浆废水、硫酸盐浆漂白碱性废水、涂布废水、亚硫酸盐废液等),
8、特别对漂白废水的毒性、色度和悬浮物的去除有明显效果。 薛建军等研究用MAE(membrane-assistedelectrolysis)单阳膜技术控制造纸黑液的污染。研究表明,MAE单阳膜技术不但能回收有用的化学品,还可将黑液的CODCr从112000mg/L降到2000mg/L左右,具有明显的控制效果〔12〕。F.Zhang进行了草浆CEH漂白废水的超滤处理研究,选用透过相对分子质量分别为3000(A)、10
