超濾技術在工業(yè)廢水處理中的應用

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1、超濾技術在工業(yè)廢水處理中的應用摘要：超濾是迅速崛起的一門分離技術，它在環(huán)境保護的水處理中有著廣泛的應用。文章簡要介紹了超濾技術的發(fā)展現(xiàn)狀，并對超濾分離法在電泳漆、化學纖維、紡織、造紙、印鈔、釀造、制革、石油和食品工業(yè)廢水處理中的應用進行了綜述。關鍵詞：超濾膜分離水處理早在1861年Schmidt用牛心包膜截留阿拉伯膠，可作為世界上第一次超濾試驗，到1960年，在Loeb和Sourirajan試驗成功不對稱反滲透醋酸纖維素膜的影響下，1963年Michaels開發(fā)了不同孔徑的不對稱CA超濾膜?；贑A膜物化性質(zhì)的限制，1965年開始，不斷有新品種的高聚物超濾膜問世，并很快商品化，1965-1

2、975年是超濾工藝大發(fā)展的階段，膜材料從初期的不對稱CA膜擴大到現(xiàn)在的聚砜（PSF）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）以及各種高分子合金膜等，膜組件有板式、卷式和中空纖維等，在不同的生產(chǎn)過程中都已成功的應用［1］。目前所用超濾膜較多由高分子材料制成，隨著工業(yè)上超濾技術的應用和發(fā)展，以金屬、陶瓷、多孔硅鋁等材料制成的無機膜，在20世紀80年代初期至90年代獲得了重要發(fā)展。如1980-1985年期間，美國UCC公司開發(fā)的載體為多孔炭、外涂一層陶瓷氧化鋯的無機膜可用作超濾膜管，美國Alcoa/SCT公司開發(fā)的商品名為Membralox的陶瓷膜管，能承受反沖，可采用錯流(CrossFlow)操

3、作［2］。用無機膜進行超濾，比常規(guī)的分離技術更加經(jīng)濟有效。目前工業(yè)所用的無機膜幾乎全部是多孔陶瓷膜或以多孔陶瓷為支撐體的復合膜。隨著粉末技術的發(fā)展，很多優(yōu)質(zhì)價廉的燒結(jié)金屬微孔管投入市場，它具有易于和金屬構(gòu)件組合、加工等優(yōu)點。近年來，國外還有人燒結(jié)不銹鋼微孔管內(nèi)壁燒結(jié)孔徑為納米的Ti02薄層，構(gòu)成Scepter不銹鋼膜［3］。近30年是超濾技術迅速發(fā)展的時期，超濾技術被廣泛地應用于飲用水制備、食品工業(yè)、制藥工業(yè)、工業(yè)廢水處理、金屬加工涂料、生物產(chǎn)品加工、石油加工等。1工業(yè)廢水處理中的應用目前膜法水處理技術在環(huán)境過程中的應用，主要是超濾、反滲透、滲析和電滲析等方法用于處理各工業(yè)廢水。超濾技術因

4、其操作壓力低、能耗低、通量大、分離效率高，可以回收和回用有用物質(zhì)和水，特別是通量大的特點，使得超濾成為廢水處理工程采用的主要膜分離技術。電泳漆廢水國外超濾技術的較大規(guī)模應用開始于70年代，當時就是主要用于電泳涂漆工業(yè)。廢水中的漆料是使用漆料總量的10%~50%，采用超濾技術處理電泳漆廢水不僅可以減少漆的損失和回用廢水，而且可以使有害無機鹽透過超濾膜從而提高了電泳漆的比電阻，調(diào)節(jié)和控制、漆液的組成，保證電泳涂漆的正常運行。70年代初期主要用CA膜管式超濾器處理陽極電泳漆廢水，70年代后期，改用框式、卷式、中空纖維式超濾器處理陰極電泳漆廢水。國內(nèi)一些汽車廠、電泳漆行業(yè)也采用超濾技術，如長春汽車

5、轎車廠從Aomicon公司引進中空纖維式陰極電泳漆專用超濾器，由30根直徑的膜組件并聯(lián)而成，總膜面積約75cm2,處理能力為t/h裝有循環(huán)液定時自動換向系統(tǒng)，以減少膜污染，延長膜清洗周期。北京某汽車廠原排放電泳漆廢水量為200m3/d，工件帶出漆液量L/h,經(jīng)用超濾法處理后，保證了電泳槽漆液的電阻率大于500Q/cm，維持了電泳漆的固體含量穩(wěn)定對電泳漆的截留率為97%~98%，排水量降到5m3/d,節(jié)省了大量補充的去離子水［4］。中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研制出荷正離子的中空纖維膜組件，對比實驗表明結(jié)果良好與進口膜性能相近，可以用于生產(chǎn)。無錫超濾設備廠對有關的超濾膜進行開發(fā)，以共聚丙烯腈為

6、膜材料，二甲基乙酰胺為溶劑，添加適量致孔劑制取的荷正電荷超濾膜透液量大，性能穩(wěn)定，油漆截留率高，抗污染性能好，也已用于生產(chǎn)。我國許多廠家引進國外超濾裝置，所以用性能優(yōu)良的國產(chǎn)荷電超濾膜裝置取代進口裝置成為現(xiàn)在的新目標?；w、紡織工業(yè)廢水化纖工業(yè)中有多種廢水可用超濾法處理與回收。如回收聚乙烯醇(PVA),國外不少工廠己用于生產(chǎn)。日本某工廠采用8cm2的管式超濾器將PVA原液由%濃縮到10~15倍，進口壓力為X105Pa，出口壓力為X105Pa，進料溫度55?66°C,膜的水通量為100~140L/(cm2?h)，對PVA的分離率為％，每天回收PVA20kg，運行良好［5］。染料廢水種類繁多，

7、組成復雜，主要包括含鹽、有機物的有色廢水；氯化及溴化廢水；含有微酸和微堿的有機廢水；含有銅、鉛、鉻、錳、汞等陽離子的有色廢水；含硫的有機物廢水。廢水量大，濃度高，色度高，毒性大，是治理難度最大的工業(yè)廢水之一。上海印染廠最早采用醋酸纖維外壓管式超濾裝置處理還原染料廢水并回收染料獲得成功，中科院環(huán)境化學所也完成了用聚砜超濾膜管式和中空纖維式裝置處理染料廢水的現(xiàn)場實驗，脫色率為95%~98%,COD去除率60%?90%，濃縮液