基于化工廢水處理中納濾膜應(yīng)用探究

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1、基于化工廢水處理中納濾膜應(yīng)用探究  摘要:納濾膜技術(shù)具有獨特的優(yōu)異分離性能,不僅處理效果好、低耗能,同時還可以有效回收處理液中的有用物質(zhì),是化工廢水處理的有效方法之一。本文簡要分析了膜過濾技術(shù)與納濾分離特點,并對其在化工廢水處理中應(yīng)用進行了概述。關(guān)鍵詞:納濾膜;化工廢水;廢水處理中圖分類號:X703文獻標(biāo)識碼:A一、膜過濾技術(shù)與納濾分離特點膜過濾技術(shù)是一種高效、低能耗和易操作的液體分離技術(shù),同傳統(tǒng)的水處理方法相比具有處理效果好、可實現(xiàn)廢水的循環(huán)利用和對有用物質(zhì)回收等優(yōu)點。膜技術(shù)一般包括微濾、超濾、納濾和反滲透,其中納濾(nanofiltration,NF)是目前國內(nèi)

2、外膜分離領(lǐng)域研究的熱點之一。它是一種介于反滲透與超濾之間的一種壓力驅(qū)動型膜分離技術(shù),由于其自身獨特的性能使它在許多領(lǐng)域具有其它膜技術(shù)無法替代的地位,在工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用,并顯示出了廣闊的發(fā)展前景。6納濾技術(shù)在化工廢水處理方面有以下特點:①納濾膜的孔徑接近于1nm,截留相對分子量在150—1000之間,適宜于分離相對分子量在150以上、分子大小約為1nm的溶解組分。②操作壓力低,一般在0.3—1.0MPa之間。由于操作壓力較低,對設(shè)備要求較低。因此,基建費用和運行費用低,便于運行管理。③對物質(zhì)的分離具有選擇性。這一方面是由于其孔徑范圍較窄,另一方面是由于膜

3、表面或膜材料中常帶有荷電基團,這些基團通過靜電作用可產(chǎn)生Donnan效應(yīng),從而實現(xiàn)不同價態(tài)離子的分離,故有時納濾也被稱為“選擇性反滲透”(SelectiveRO)。大部分納濾膜帶有電荷,因此它可用于對有機物和無機物及帶不同電荷的粒子的分離。④納濾的分離原理主要基于篩分效應(yīng)和電荷效應(yīng),在處理過程中不需添加化學(xué)試劑,也不引起二次污染。⑤可分離回收有用物質(zhì),實現(xiàn)工業(yè)廢水的資源化和回用,進一步降低處理成本。二、電鍍廢水的納濾膜處理技術(shù)6電鍍廢水中存在多種致癌、致畸、致突變或劇毒物質(zhì),如重金屬離子或氰化物等,對環(huán)境與人類危害極大,必須加以嚴(yán)格治理,人們開發(fā)了許多工藝和方法用于

4、處理電鍍廢水,主要有:化學(xué)沉淀、吸附、生物、電解、離子交換和膜分離等.膜分離、離子交換或其結(jié)合工藝在電鍍廢水的處理應(yīng)用中,通常可以實現(xiàn)在線回收,并且回用水的水質(zhì)較高。然而,由于生產(chǎn)規(guī)模、鍍件基材、鍍層材料、電鍍工藝、管理控制水平以及電鍍場建設(shè)歷史等諸多較為復(fù)雜的原因,許多現(xiàn)有電鍍企業(yè)或電鍍生產(chǎn)線上實行完全意義上的全循環(huán)(電鍍金屬和水)仍然是難以實現(xiàn)的。因此,研究開發(fā)適合于末端處理電鍍廢水的工藝技術(shù),最大程度地處理、回用水資源,實現(xiàn)廢水的零排放或微量排放仍然具有實際意義。交互平衡式膜分離--化學(xué)沉淀工藝(IBMS—CP)是將納濾系統(tǒng)嵌入化學(xué)沉淀過程中,并使化學(xué)沉淀和膜

5、過程交互循環(huán)并達到動態(tài)平衡的工藝過程(圖1)如圖1所示,圖16在IBMS—CP工藝中,經(jīng)化學(xué)沉淀處理的廢水,經(jīng)過多級沉降池去除沉淀后與含有重金屬的廢水在綜合調(diào)節(jié)池中混合,再進入膜分離單元進行濃縮分離.視回用水質(zhì)的要求,膜分離單元的透過液,或直接回用,或經(jīng)進一步處理而回用。而濃縮液則回到化學(xué)沉淀單元進入下一個循環(huán)處理過程。一般此處的膜分離單元采用納濾系統(tǒng),其原因在于:納濾可以較好地截留濃縮二價和高價重金屬離子,同時使一價鹽進入透過液,從而避免一價鹽在IBMS—CP循環(huán)過程中的積累,由于納濾膜對一價鹽的透過率將隨其濃度上升而增大,因此,在IBMS—CP工藝中,進入和透出

6、IBMS—CP系統(tǒng)的一價鹽將在其到達某濃度時自動達成動態(tài)平衡狀態(tài),從而使一價鹽在表觀上“穿過”IBMS—CP循環(huán)。同時,該過程的產(chǎn)水被“軟化”,這是lBMS—CP工藝的特點,也是其能夠運行的關(guān)鍵。另外,由于納濾過程提高了多價離子的濃度并大幅減少了廢水總量,因此將使化學(xué)沉淀設(shè)備的容量顯著減小且反應(yīng)沉淀過程更迅速、完全,IBMS-CP工藝是一個使得化學(xué)沉淀和膜過程有機結(jié)合且相互促進、強化的過程。三、膜分離技術(shù)在石油化工廢水處理方面的應(yīng)用  石油工業(yè)廢水主要包括石油開采和煉制過程中產(chǎn)生的含各種無機鹽和有機物的廢水6,其成分復(fù)雜,處理難度大,一般方法難以

7、取得理想的處理效果。膜技術(shù)可有效處理廢水及回收有用物質(zhì)。含酚的石油工業(yè)廢水毒性很大,必須脫除后才能排放,若采用納濾技術(shù),不僅酚的脫除率可達95%以上,且在較低壓力下就能高效地將廢水中的鎳、汞等重金屬高價離子脫除,其費用比反滲透等方法低得多。Ohya等成功地制備出一種聚酰亞胺納濾膜,該納濾膜具有高通量并耐高壓、高溫及耐有機溶劑的特點,截留相對分子質(zhì)量為170~400,能有效地分離汽油和煤油。張裕卿等研制出聚砜-A10,復(fù)合膜超濾技術(shù),并用該復(fù)合膜對華北油田北大站外排水砂濾后水樣進行了超濾處理,原水油的質(zhì)量濃度為640mg/L,處理后油質(zhì)量濃度小于0.5mg/L,完

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