膜離技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

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1、膜分離技術(shù)在廢水處理及分析化學(xué)中的應(yīng)用摘要針對日益惡化的環(huán)境問題，論述微濾、超濾、納濾、滲透汽化等膜分離技術(shù)及特點(diǎn)，介紹膜分離技術(shù)在廢水處理及分析化學(xué)中的應(yīng)用，并對其發(fā)展前景作出展望。關(guān)鍵詞膜分離；廢水處理；分析化學(xué)膜分離技術(shù)是近年來在全球迅速崛起的一項(xiàng)新技術(shù)，近半個世紀(jì)以來，膜分離技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。膜分離技術(shù)作為新的分離凈化和濃縮方法與傳統(tǒng)的分離操作相比，具有能耗低、分離效率高、無二次污染、工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)【1】。因此在生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文將介紹一些膜分離技術(shù)在廢水處理及分析化學(xué)中的應(yīng)用。1.膜分離的定義及特點(diǎn)膜分離就是用天然的或人工合成膜，以外界能量或化學(xué)位差作為推動

2、力，對雙組分或多組分溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級、提純和富集的方法。膜分離過程具有裝置簡單、操作容易、易于自動控制，維修方便等特點(diǎn)，但是，由于膜材質(zhì)價格高，大多數(shù)膜工藝運(yùn)行費(fèi)用昂貴。2.膜分離在廢水處理中的應(yīng)用2．1微濾微濾常用于各種廢水的預(yù)處理，以降低濁度、懸浮物，滿足后處理進(jìn)水要求。微濾的過濾方式有死端過濾和全量過濾兩種方式【1】。死端過濾是一種低能耗、高產(chǎn)出的過濾方式，但濾餅層隨著過濾時間的增加逐漸增厚，溶液的透過量降低，因此如何及時清洗濾餅、恢復(fù)水通量成為死端過濾的關(guān)鍵【2】。2.2超濾超濾是依靠膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對物質(zhì)進(jìn)行選擇分離的，超濾分離可以實(shí)現(xiàn)大小分子的分離、濃縮及凈化【3】。超濾

3、膜應(yīng)用的主要問題是膜通量隨運(yùn)行時間的延長而降低、膜污染和濃差極化嚴(yán)重，價格高、需要復(fù)雜的預(yù)處理是其應(yīng)用的主要障礙【4】。2.3納濾納濾廣泛應(yīng)用于河水及地下水中含三鹵甲烷中間體THM、低分子有機(jī)物、農(nóng)藥、異味、硝酸鹽、硫酸鹽、氟、硼、砷等有害物質(zhì)的去除，廢水的脫色，廢水中不同有機(jī)物的分級濃縮【5】。52.4滲透汽化PV的應(yīng)用包括有機(jī)物脫水，水中回收貴重有機(jī)物、有機(jī)-有機(jī)體系分離三方面。其中有機(jī)物脫水尤其是醇類的脫水研究得最為廣泛并部分獲得工業(yè)化應(yīng)用。滲透汽化在環(huán)境工程的應(yīng)用主要在化工、航天、食品工業(yè)等領(lǐng)域，如啤酒脫醇，處理有機(jī)物(如含芳烴和鹵代烴)的廢水，在宇宙飛行中處理實(shí)驗(yàn)室廢水等【6】。3

4、.膜分離技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例3.1在廢水處理中的應(yīng)用3.1印染廢水美國SaraLee紡織廠主要使用活性染料進(jìn)行羊毛染色，印染廢水活性染料的濃度很高。大部分工業(yè)廢水色度為5000-7000(稀釋倍數(shù)法以倍計(jì))顏色很深的廢水同時包含了大量的氯化鈉，該公司選擇超濾和納濾技術(shù)去除色度和其他懸浮固體，并將氯化鈉和處理水在染色工藝中再用，廢水處理能力為7.5-350t，通過溶質(zhì)回收，每年節(jié)省約35萬美元，其中包括鹽水回收的24.5萬美元和廢水回用的10萬美元。美國Newjersey州Ciba公司染料化工廠對水溶性廢水只需RO或NF處理后，每天可回收染料230kg左右，50％～75％的水實(shí)現(xiàn)回用，廢水處理費(fèi)用大

5、幅度降低【7】。3.2含酚廢水萬印華等研究了液膜法處理高濃度含酚廢水的工藝條件，考查了不同因素對除酚的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對含10—47g/L的工業(yè)廢水。經(jīng)2-3級液膜處理，出口水中酚濃度可降至0.5mg/L以下，除酚率大于99.99％，內(nèi)相富集酚達(dá)270g/L以上，可回收酚。秦非等采用混合型表面活性劑處理某染料化工廠含酚廢水。在最佳條件下，除酚率可達(dá)99％以上。3.3電鍍廢水電鍍廢水主要包括電鍍漂洗廢水、鈍化廢水、鍍件酸洗廢水、刷洗地坪和極板的廢水以及由于操作或管理不善引起的“跑、冒、滴、漏”產(chǎn)生的廢水，另外還有廢水處理過程中自用水的排放以及化驗(yàn)室的排水等口【8】。樓永通等在中試基礎(chǔ)上建立

6、1200m3/d電鍍鎳漂洗水膜法回收工程，采用三級膜分離技術(shù)濃縮電鍍廢水并回收水和鎳，第一級膜過程為納濾，處理量50m3/h5，濃縮1O倍；第二級為反滲透，對納濾濃縮液進(jìn)行處理，處理量5m3/h，濃縮5倍；第三級為反滲透，對第二級反滲透濃縮液進(jìn)行處理，處理量1m3/h，濃縮2倍以上，共濃縮100倍以上。一級膜分離系統(tǒng)對鎳的截留率為98％；二級、三級膜分離系統(tǒng)對鎳截留率均在99％以上，整個系統(tǒng)運(yùn)行良好，基本上實(shí)現(xiàn)了電鍍廢水的資源化【9】。ZhiWang采用DL、DK和NTR-7450三種納濾膜處理含Cu、Cr的電鍍廢水，DL和DK膜對Cr的平均去除率分別為96．65％和94．7％，對Cu的平均

7、去除率分別為90.0％和82.8％；NTR-7450膜對Cr和Cu的去除率低于70％【10】。Z．V．P．Murthy等采用納濾膜，處理Ni2+抖質(zhì)量濃度為5mg/L和250mg/L廢水，鎳的最大去除率分別為98％和92％【11】。AlkaG．Boricha采用納濾膜對重金屬去除率在93％以上，對SS和TDS去除率近100％【12】。3.2膜分離技術(shù)在分析化學(xué)中的應(yīng)用3.2.1在多糖分離純化研究中的應(yīng)用司丹丹