膜技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展 3700字

膜技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展3700字作為一種新型的別離技術(shù)，膜別離技術(shù)既能對(duì)廢水進(jìn)行有效的凈化，又能回收一些有用物質(zhì)，同時(shí)具有節(jié)能、無(wú)相變、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等特點(diǎn)，因此在廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用并顯示了廣大的開(kāi)展前景。據(jù)估計(jì)，2000年膜技術(shù)的世界市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)近20億美元的銷售額（1）。在廢水處理中應(yīng)用的膜別離過(guò)程主要有微濾〔mf〕、超濾〔uf〕、納濾〔nf〕、反滲透〔ro〕和電滲析〔ed〕，它們的別離過(guò)程及其傳質(zhì)機(jī)理見(jiàn)表1（2）。

1含油廢水的處理

含油廢水面廣量大，鋼鐵工業(yè)的壓延、金屬切削、研磨，以及石油煉制及管道運(yùn)輸?shù)榷籍a(chǎn)生含油廢水，處理含油廢水的目的主要是除油同時(shí)清除cod及bod.膜別離技術(shù)在含油廢水處理中的研究與應(yīng)用相當(dāng)廣泛，主要是采用不同材質(zhì)的超濾膜和微濾膜來(lái)處理。

唐燕輝等利用自行設(shè)計(jì)、組裝的膜處理裝置，考察了多種制膜辦法，實(shí)驗(yàn)說(shuō)明用加壓制膜法制備的超濾膜〔a4膜〕，別離機(jī)械加工排放的含油污水時(shí)，可以使codcr從728.64mg/l降至87.8mg/l，含油質(zhì)量濃度從5000mg/l降至2.5mg/l，脫除率分別到達(dá)87.95%和99.95%，別離后排水已到達(dá)國(guó)家規(guī)定的排放規(guī)范（3）。b.e.reed研究了用截留相對(duì)分子質(zhì)量為120000、外表荷負(fù)電和截留相對(duì)分子質(zhì)量為100000、外表不帶電的管式聚亞乙烯氟超濾膜處理含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%油脂的金屬工業(yè)廢水（4）。荷電膜由于高的截留相對(duì)分子質(zhì)量和外表電荷，其平均滲透通量遠(yuǎn)大于不帶電膜。當(dāng)油脂質(zhì)量濃度小于50mg/l、總懸浮固體質(zhì)量濃度小于25mg/l時(shí)，荷電膜油脂的平均清除率為97%，而不帶電膜為98%.兩種膜對(duì)總懸浮固體的清除率均接近97%.張國(guó)勝采用0.2μm氧化鋯膜處理鋼鐵廠冷軋乳化液廢水，通過(guò)對(duì)膜的選擇、操作參數(shù)的考察、過(guò)程的優(yōu)化，獲得了稱心的結(jié)果，膜通量100l/〔m2.h〕時(shí)，含油質(zhì)量濃度從5000mg/l降至10mg/l下列，截留率大于99%，透過(guò)液中油質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.001%，并且該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用（5）。張?jiān)苡孟噢D(zhuǎn)化法制備聚砜-al2o3復(fù)合膜，將al2o3微粒填充到聚砜中，并用該復(fù)合膜對(duì)華北油田北大站外排水砂濾后水樣進(jìn)行了超濾處理，原水的油質(zhì)量濃度為640mg/l，處理后的油質(zhì)量濃度小于0.5mg/l，完全合乎回注水的要求（6）。

2染料廢水的處理

目前在染料的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生大量的高鹽度〔質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于5%〕、高色度〔數(shù)萬(wàn)至十幾萬(wàn)〕、高codcr〔數(shù)萬(wàn)至十幾萬(wàn)〕的廢水。由于該類廢水的bod5與codcr的比值小于0.4，生物降解性差；同時(shí)廢水中所含的鹽將進(jìn)一步降低廢水的生物降解性，所以生化處理前必需對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理（7）。

楊剛等采用ca卷式納濾膜進(jìn)行了二苯乙烯雙三嗪型熒光增白染料〔nt〕水溶液脫鹽和濃縮過(guò)程的研究。在1.8mpa壓力下經(jīng)納濾膜處理后，nt染料水溶液中的nacl濃度從1.05mol/l降到0.049mol/l下列，nt濃度從0.14mol/l濃縮到0.25mol/l以上，nt成分的平均截留率達(dá)99.8%（8）。guohuachen等采用atf50型納濾膜對(duì)香港的印染廢水進(jìn)行處理，兩股原水的cod分別為14000mg/l和5430mg/l，經(jīng)納濾后，兩股廢水的cod截留率分別到達(dá)95%和80%～85%，出水到達(dá)了香港的排放規(guī)范（9）。劉宗義利用卷式反滲透膜處理腈綸絲洗滌廢液，進(jìn)膜廢液中己內(nèi)酰胺單體質(zhì)量濃度在2000mg/l以上時(shí)，可以使單體含量濃縮10倍以上，截留率到達(dá)80%左右，透過(guò)液可作為工藝用水，可節(jié)約大量新鮮軟水，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益（10）。郭明遠(yuǎn)等自制了醋酸纖維素納濾膜，研究了該納濾膜對(duì)活性艷紅、x-3b水溶液的別離性能，結(jié)果說(shuō)明，ca納濾膜可用于活性染料印染廢水的處理和染料回收（11）。

3造紙廢水處理

造紙廢水一般含懸浮物〔包括無(wú)機(jī)和有機(jī)的〕較多，為防止廢水污物梗塞薄膜，減少清洗難度和頻率，不宜直接用一段膜別離法，最好在膜別離前進(jìn)行絮凝和常規(guī)過(guò)濾等預(yù)處理。目前對(duì)造紙廢水的膜別離法的研究已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，并已開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)化階段。除抄紙廢水〔白水〕用氣浮法即可處理外，膜別離法幾乎適用于處理所有的制漿造紙廢水〔如機(jī)械漿廢水、硫酸鹽漿漂白堿性廢水、涂布廢水、亞硫酸鹽廢液等〕，特別對(duì)漂白廢水的毒性、色度和懸浮物的清除有明顯效果。

薛建軍等研究用mae〔membrane-assistedelectrolysis〕單陽(yáng)膜技術(shù)控制造紙黑液的污染。研究說(shuō)明，mae單陽(yáng)膜技術(shù)不但能回收有用的化學(xué)品，還可將黑液的codcr從112000mg/l降到2000mg/l左右，具有明顯的控制效果（12）。f.zhang進(jìn)行了草漿ceh漂白廢水的超濾處理研究，選用透過(guò)相對(duì)分子質(zhì)量分別為3000〔a〕、10000〔b〕、30000〔c〕、60000〔d〕4種平板ps膜〔單膜有效面積0.33cm2，操作壓力0.3mpa〕進(jìn)行比照研究，結(jié)果說(shuō)明，a、c膜具有較顯著的別離效果和膜通量（13）。分別以c、a膜為一、二級(jí)聯(lián)合處理ceh漂白廢水，膜通量為16.6l/〔m2.h〕，bod5清除率為66.0%，codcr清除率為85.1%，toc清除率為71.6%.黃水前等提出，采用ph范圍為1~14的高耐酸堿無(wú)機(jī)膜處理堿性造紙黑液，不需調(diào)整控制ph（14）。利用不同孔徑的高耐堿無(wú)機(jī)別離膜可回收纖維素、膠體sio2、木質(zhì)素〔相對(duì)分子質(zhì)量為1000~12000，分子大小為2.4~4.0nm〕和復(fù)原糖〔相對(duì)分子質(zhì)量約為200～400，分子大小為1~2nm〕等，最終透過(guò)液主要含氫氧化鈉，質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)整到10%~12%即可回收用于蒸煮制漿，實(shí)現(xiàn)造紙工業(yè)廢水的閉路循環(huán)。

4、重金屬的廢水處理

在工業(yè)廢水中重金屬?gòu)U水占有相當(dāng)大的比例，如電鍍、冶金、化工、電子、礦山等許多工業(yè)過(guò)程中都會(huì)產(chǎn)生含鎳、鉻、銅、鉛、鎘等金屬離子的廢水，利用膜技術(shù)不僅可以使得廢水達(dá)標(biāo)排放，而且可以回收有用物質(zhì)。

許振良等利用3種單皮層聚醚酰亞胺〔pei〕中空纖維超濾膜，對(duì)水溶液中重金屬離子〔鎘和鉛，質(zhì)量濃度均為100mg/l〕的脫除進(jìn)行了膠束強(qiáng)化超濾研究（15）。在膠束強(qiáng)化超濾〔meuf〕過(guò)程中，測(cè)定了流速、操作壓力、外表活性劑〔十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉〕與濃度對(duì)超濾膜別離重金屬離子性能的影響，結(jié)果說(shuō)明，鎘和鉛的截留率可達(dá)99.0%以上，滲透通量可達(dá)1.83×10-10m3/〔m2.s.pa〕同時(shí)，對(duì)聚電解質(zhì)〔羧甲基纖維素鈉和聚丙烯酸鈉〕在meuf中的應(yīng)用也進(jìn)行了研究。r.j.lahiere等報(bào)道了采用陶瓷膜處理廢水中的重金屬離子，辦法是用堿中和使之形成氫氧化物沉淀，通過(guò)0.8μm和1.4μm兩種孔徑膜的兩級(jí)過(guò)濾，使重金屬氫氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)從0.012%下降到0.0002%下列，并把懸浮液濃縮至15%～20%（16）。x.chai采用ro膜對(duì)含銅廢水進(jìn)行研究，當(dāng)進(jìn)水銅質(zhì)量濃度340mg/l時(shí)，透過(guò)液中銅質(zhì)量濃度小于4mg/l，清除率接近99%（17）。

5高濃度有機(jī)廢水的處理

在高濃度有機(jī)廢水處理中，膜技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，已在制藥廢水、制糖廢水、含酚廢水、乳化液廢水、啤酒廢水、味精廢水等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。1976年，日本就通過(guò)管式反滲透處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)品〔主要是魚(yú)、蟹、貝類等〕加工有機(jī)廢水的回收利用，通過(guò)氣浮、反滲透的二級(jí)處理，cod由600～1000mg/l降至30～70mg/l（18）。陸曉千等利用自制小型超濾設(shè)備對(duì)上海拖拉機(jī)內(nèi)燃機(jī)公司油嘴油泵廠的切削液廢水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究，并將所得參數(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行（19）。切削液乳化液廢水經(jīng)超濾法處理后可以回用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。蔡肖邦用試制的5種聚酰胺型納濾膜，對(duì)藥廠生產(chǎn)的螺旋霉素〔spm〕發(fā)酵液進(jìn)行了別離操作條件和濃縮效果的研究，滲透通量為25l/〔m2.h〕，滲透液的spm效價(jià)始終為零（20）。王連軍等采用無(wú)機(jī)膜-生物反饋器〔imbr〕處理啤酒廢水，在水力停留時(shí)間為3.5～5h，cod負(fù)荷為3.54～6.225kg/〔m3.d〕條件下，imbr對(duì)廢水的cod、nh3-n、ss、濁度的清除率分別到達(dá)96%、99%、90%和100%，膜出水水質(zhì)好且穩(wěn)定（21，22）。

6、結(jié)語(yǔ)

由于膜過(guò)濾技術(shù)具有別離效率高、節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，使其在廢水處理領(lǐng)域有很大的開(kāi)展?jié)摿?。但由于工業(yè)廢水往