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深度:膜分离技术在各类污水处理中的应用

2017-12-6 10:29| 发布者: candy| 查看: 2347| 评论: 0|来自: 通用机械

膜分离技术在工业废水处理方面的应用

随着膜分离技术的发展,其在生活污水和工业废水方面的应用越来越广泛,如循环冷却排污水、重金属废水、造纸废水、印染废水、制药废水等。

1.膜分离技术在循环冷却排污水处理方面的应用

火力发电厂一直是工业用水大户,其耗水量约占工业用水总量的20%左右。火电厂用水中循环冷却水的用量最大,因此许多火电厂把节水工作的重点放在循环冷却排污水回用上。于是,采用反渗透技术处理循环冷却水达到回用目的就显得十分重要。河北某电厂共有6台发电机组,总循环冷却水量6.3万m3/h。循环水浓缩3倍左右,排污水约为900m3/h。该电厂地处北方缺水地区,淡水资源紧缺,为缓解供水矛盾,电厂投资建设了200m3/h,l1反渗透除盐水项目,以循环冷却排污水为水源,反渗透出水作为锅炉预脱盐补充水,通过泵打到煤场和输煤栈桥做喷淋水,结果实现回用及综合利用目的。其工艺流程如图2示。


聂锦旭用纳滤膜处理电厂冷却循环冷却排污水,经过强化微絮凝、强化过滤等预处理后,再通过纳滤膜出水,结果出水水质达到循环冷却水补充水的要求。在此基础上,以3×10m3/d规模为例,分析纳滤膜处理工艺的投资和运行费用可知,纳滤膜处理系统是一种经济、可行的循环冷却排污水处理工艺。

2.膜分离技术在重金属废水处理方面的应用

含硒的农业排放废水已在世界范围内成为一个新的污染源,如美国加利福尼亚州的san joaquin谷,盐化污水含硒量已达到4 200mg/l。湿地环境受该废水污染,出现高比率的水鸟胚胎畸形和死亡的硒中毒现象。kharaka等人试验得出,采用纳滤技术处理加利福尼亚谷的重污染废水,可截留95%以上的硒和90%以上的其他多价阴离子。

纳滤膜处理大量污水且所需压力低,预处理步骤少,成本低,处理含硒的农业排放废水为其他含硒废水提供了突破性的处理方法。在金属加工和电镀工业中清洗水和电镀液中常含有浓度较高的重金属离子,如铜、镉、镍、铁等,采用纳滤膜可使这些金属离子浓缩10倍,并回收90%以上的废水。利用某些金属离子在一定氯离子浓度下可形成荷电和非荷电络合物的性质,用荷电纳滤膜可将它们分离开,如镉和镍在氯化纳浓度为0.5mo1/l时,前者以电中性络合物的形式存在,而后者形成荷正电络合物,于是带正电的纳滤膜可截留镍离子,实现两种离子的分离”。

3.膜分离技术在造纸废水处理方面的应用

造纸废水是造成环境污染的重要因素,膜分离技术处理制浆造纸工业废水在国外已较成熟,主要使用纳滤和超滤处理制浆废水及回收有用副产品。纳滤膜可以代替吸收和电化学方法除去深色木质素和木浆漂白过程中产生的氯化木质素,因污染物中许多有色的物质都带有负电荷,易被负电荷的纳滤膜截留,且对膜不产生污染。pontius ew.采用纳滤膜处理造纸厂的废水,得到无色、透明,不含阴离子废物的渗透水。且渗透水cod、toc和无机物含量的去除率均可达到80%以上。de pinho和geraldes等采用纳滤与电渗析组合处理红麻制浆厂漂洗出水,结果阴离子几乎全部除去,naci量降低到60×10 -6,基本可回用于造纸工艺。

杨友强、李友明等采用spk100超滤膜对化机浆废水进行处理,超滤浓缩液的燃烧热为15.54kj/g,固形物含量为188.9g/l,达到了碱回收工段的要求。采用能耐介质ph值为1~14的无机分离膜处理碱性造纸黑液,不必调整黑夜ph值,就可以回收其中有用组分,分离过程为纯物理过程,流程简单,易于管理和维护。利用不同孔径的膜可分别回收纤维素、胶体sio2、木质素和还原糖,最终透过液中主要含烧碱,调整其浓度,即可回用于蒸煮制糖。

除此之外,膜分离技术还可以与生物处理工艺相结合,即膜生物反应器。膜生物反应器是将膜分离技术与生物处理工艺相结合而开发的新型系统,是近年发展较快的高效废水处理技术,在处理难降解有机物废水方面有明显的优越性。采用中空纤维膜组件和活性污泥反应器组成的分置式膜生物反应器,对造纸废水的codcr的去除率较高,处理后的水可回用,且出水稳定性好,一般稳定度可达到85%以上。

4.膜分离技术在印染废水处理方面的应用

染料工业生产过程中,会产生大量的高盐度(质量分数>5%),高色度(数万倍以上),高cod ,(高达数万mg/l)的废水,且还混有相当数量的异构体。由于该类废水的bod 5 与codcr的比值通常低于0.3,可生物降解性差,同时废水中所含无机盐还将进一步降低废水的生物降解性。高浓度的染料废水对环境造成严重污染,直接影响染料工业的可持续发展。

刘梅红等采用纳滤技术对上海某染料厂提供的蓝色染料废水进行处理,结果表明:纳滤膜对染料的截留率和色度的去除率保持在100%左右,即使过程回收率达到80%(浓缩5倍)情况下,膜对废水中色度和codcr的去除率仍高达99%以上。陈国华等]采用atf50型纳滤膜对香港的印染废水进行处理,cod分别为14 000mg/l和5 430mg/l的两股废水经纳滤后,cod截留率分别达到95%和80%~85%,出水达到香港排放标准。

膜技术不仅可以处理印染废水也可以回收其有用成分。董波等人采用聚丙烯腈超滤膜进行了涂料废稀料的回收。结果表明,用超滤法可以回收涂料稀料中的溶剂,且回收的混合溶剂组成与原稀料溶剂组成基本相同,可用于洗罐和部分涂料的掺和料。

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