探究动态膜分离技术在污水处理中应用

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1、探究动态膜分离技术在污水处理中应用　　摘要：随着人们对自然环境及生活环境的重视程度越来越高，人们对工业废水处理的新技术也日益关注。为了使污水达到排到某一水体或再次使用水质的要求，就肯定要对其进行净化处理。本文就针对动态膜分离技术的应用，从动态膜分离技术原理、影响动态膜分离性能的因素以及动态膜分离技术在污水处理中的应用进行了简要的分析。关键词：动态膜分离技术污水处理应用中图分类号：U664.9+2文献标识码：A1动态膜分离技术原理1.1动态膜的形成方式动态膜作为一种分享技术，包含动态膜的载体及动态膜分离层本身。动态膜的

2、载体指用来承载动态膜的大孔径材料，一般价格低廉、易得。常见的有不锈钢丝网、普通筛网、工业滤布、筛绢等多孔材料和一些高分子材料，如烧结聚氯乙烯管等。动态膜分离层是动态膜分离技术的主体，指依附于于动态膜载体之上、执行分离功能的具有微滤或超滤性质的滤饼层或污泥层。它是通过错流过滤或死端过滤的方式将某种固体或胶体微粒沉淀在载体表面上形成的。动态膜根据其形成的方式分为两类：（1）预涂膜：分为使用悬浮液和胶体溶液两种；7（2）原液形成膜：即将所处理的废液作为动态膜制备液来过滤制得。用于形成动态膜的粒子种类较多，有粘土类矿物、粉状

3、活性炭（PAC）、ZrO2、MnO2、聚乙烯醇（PVA）等。1.2动态膜成膜原理在过滤初始阶段，粒径比基膜（膜裁体）孔径小的粒子渗入到膜孔中，被膜截留或吸附，而粒径大于膜孔径的粒子则因物理、化学或机械作用累积在膜面，形成疏松的滤饼层或凝胶层。此时，小粒子仍可通过累积层到达基膜。随着过滤过程的进行，累积层不断增长，其孔隙率越来越小，小的粒子则被截留而无法通过该层进行膜孔。当颗粒在膜面所受水平推力大于其所受摩擦力时，粒子便不再沉积。动态膜则达到了稳定状态。2影响动态膜分离性能的因素2.1PH的影响PH值主要对酸碱涂膜剂、

4、有等电点的涂膜剂以及膜基质本身带电荷的动态膜产生影响，在不同的PH下，动态膜因所带电荷（正负性及荷电量等）的不同会表现出不同的性质。例如现在商品化的动态膜：陶瓷膜主要以氧化锆和氧化铝为材料，而氧化铝、氧化锆此类金属氧化物均具有等电点，PH大于等电点则带正电，小于等电点则带负电，所静电理论，PH的不同对涂膜过程及动态膜的处理效果影响颇大。72.2成膜物质浓度的影响动态膜的形成需要涂膜液达到一定的浓度，浓度过低，则不易成膜，或成膜不均匀稳定。经研究表明氢氧化物浓度低时，不能较好的形成动态膜，而形成膜的悬浮液浓度要保持在1

5、～20g/L。2.3载体性质的影响载体孔径的改变会使动态膜形成过程遵循不同过滤模型，载体的孔径也会影响在该载体形成的动态膜的性质。有研究认为膜载体表面越致密，所形成的动态膜也越致密且其分离性能也相对较好，不过出水通量会随之下降。然而有研究表明使用孔径大的膜基质，通过调整操作条件仍可形成性能较好聚乙烯醇（PVA）动态膜，而且此动态膜的出水通量较高且截留分子质量范围较宽。2.4错流速度的影响错流速度对出水通量的影响，不同研究者的结论不同。一般来说，随着错流流速的增加则动态膜的厚度会逐渐减小，使得出水通量增加且出水水质变差

6、。动态膜的厚度主要是由错流所形成的剪切力和膜两侧的压力差共同决定。如果在形成过程中能找到一个平衡状态，则所形成的动态膜厚度适中，这样膜的出水通量才会足够大，运行时间足够长，从而使出水水质达到标准。2.5后处理条件的影响7对于一定的动态膜来说，有时候后处理地十分有必要的，相应的后处理使用预涂动态膜的性能得到明显的增强。例如浸泡在80℃纯净水中进行后处理24h后，PVA膜的通量比未经后处理的膜高许多，而它们的蛋白质截留率仍相当高。这是由于在后处理时，起成孔作用的添加剂被更完全地分离出去，一些在交联反应中未交联的短链PVA

7、分子，可以在热水浸泡过程中溶解入水里。另一方面，经80℃的热水处理后，膜的蛋白质截留率维持不变，说明了PVA复合膜的稳定性。3动态膜分离技术在污水处理中的应用3.1含油污水处理中的应用第一套用于油田采出水处理的大规模RO装置，建在加里福尼亚Bakers油田附近的Mt.Pose废热电站。其水处理装置包括除油、澄清、过滤、RO脱盐装置，用于电站锅炉给水。这套处理装置成功地将含盐3000mg/L、硅63mg/L、油3.5mg/L、总有机碳(TOC)16～23mg/L的采出水，处理到锅炉用水水质。采出的石油一般要经过洗油这一

8、步。原油经水洗、相分离后，产生大量含油和盐的废水，且油含量较高，如果直接排掉就会造成原油的浪费和大量的废水，用NF膜可以将其分离成富油的水相和无油的盐水相。7采用硝酸纤维素或聚氟乙烯NF膜，在0.7MPa压力下，可将含油160mg/L的废水处理到含油小于21mg/L的可排放废水，将富油的水相加入到新鲜的供水中重新进入洗油工序，既回收了原油，又节