聚偏氟乙烯(PVDF)膜在廢水中的應(yīng)用
中國污水處理工程網(wǎng) 時間:2011-1-14 10:11:04
污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本
含油廢水
我國油田每年產(chǎn)生的污水達2*109-30*109t,采用常規(guī)處理方法回注或再利用時,大多達不到水質(zhì)要求,急需一種易操作、壽命長、過濾精度高的油田采出水的污水處理設(shè)備。采用膜分離技術(shù)可以解決這一問題,特別是超濾,己經(jīng)在除油的相關(guān)研究中取得了一定的進展,逐漸從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用階段。
張奉東等根據(jù)低滲油田和特低滲油田的特點, 研制出PVDF管式超濾膜,開展室內(nèi)基礎(chǔ)研究,并在江蘇臺興油田進行中試和大規(guī)模的現(xiàn)場試驗。經(jīng)過處理后,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)達到油田回注水A1標(biāo)準(zhǔn)(SY/T5329— 1994),滿足了低滲油田和特低滲油田的注水要求。 鎮(zhèn)祥華等舊采用截留分子質(zhì)量為100 k的PVDF超濾 膜組件對大慶油田采出水進行了處理,超濾出水中的懸浮物、含油量均低于1.00 mg·L-1,粒徑中值和SRB不能檢出,超濾出水水質(zhì)完全滿足油田回注水標(biāo)準(zhǔn)。 蘆艷等用改性納米Al2O3-PVDF管式膜裝置處理含油污水,出水含油質(zhì)量濃度0.2 mg·L-1,SS質(zhì)量濃度為0.2 mg·L-1,TOC去除率達98.86%,COD和濁度的去除率均達90%以上,粒徑中值小于2μm。改性膜處理含油污水的出水指標(biāo)均高于未改性膜,達到了油田同注水標(biāo)準(zhǔn)。
印染廢水
印染廢水的處理難點是COD高,可生化性差;色度高、成分復(fù)雜、脫色難度大。特別是新型助劑、染料、整理劑等難生物降解的有機物在印染行業(yè)被大量使用,致使印染廢水中的COD增高、BOD/COD 更低,采用傳統(tǒng)印染廢水處理工藝,其出水指標(biāo)難以達到排放標(biāo)準(zhǔn)。而采用膜技術(shù)處理印染廢水,可取得較好的效果和降低運行成本。
邱滔等采用一體式膜生物反應(yīng)器處理印染廢水前處理廢水。試驗選擇外壓式聚偏氟乙烯中空纖維微濾膜,膜孔徑為0.4μm,壁厚為100μm,穩(wěn)定 狀態(tài)產(chǎn)水量為lO L·h-1·m-2。在系統(tǒng)穩(wěn)定運行期間廢水COD去除率t>70%,出水SS質(zhì)量濃度為0,出水 無異味。王文浪等采用水解酸化+MBR工藝處理印染廢水,膜組件采用上海應(yīng)用物理研究所生產(chǎn)的改性PVDF平片膜,有效膜面積為0.6 m2。該系統(tǒng)對濁度去除率幾乎達100%,對COD、色度去除率分別達到90%、82%。叢利澤等采用混凝沉淀預(yù)處理,膜生物反應(yīng)器與反滲透膜系統(tǒng)組合工藝處理印染廢水具有很好的效果。當(dāng)原水COD高達2500 mg·L-1,色度高達10000倍,經(jīng)該工藝處理后COD降到30 mg·L-1,NH3.N質(zhì)量濃度降到8 mg·L-1,色度 為0,已經(jīng)達到廢水回用標(biāo)準(zhǔn)。
重金屬廢水
水體重金屬污染防治是水污染治理的重要內(nèi)容,許多技術(shù)如化學(xué)沉淀、膜分離、離子交換與吸附等已被用于重金屬離子的去除,其中膜分離技術(shù)具有分離效率高、無相變、節(jié)能、操作簡便等特點。
宋來洲等應(yīng)用丙烯酸(AA)、PVDF為主要材料,研制出新型的、具有離子交換性能的聚偏氟乙烯共混改性微濾膜。PVDF膜對Zn(Ⅱ)具有優(yōu)良的 吸附性能。改性膜經(jīng)吸附/脫附4次循環(huán)后,對水體中Zn(Ⅱ)吸附量大于0.005 mg·cm-2,脫附率超過 95%,具有較好的再生利用性能。同時分析了PVDF 改性膜對水溶液中Cu2+的吸附性能,PVDF膜經(jīng)吸附/脫附4次循環(huán)后,對模擬廢水中Cu2+和城市污水中Cu2+的吸附量分別大于0.025 mg·cm-2和 0.015 mg·cm-2,脫附率超過95%。杜軍等采用自 制PVDF膜和商品膜進行了減壓膜蒸餾法處理Cr3+ 水溶液的實驗研究。其膜通量可達40 kg·m-2.h-1以 上,商品膜的截留率大于90%,自制膜的截留率也 在50%以上,其中平均孔徑為0.05μm膜,其截留率高80%,顯示出這一方法潛在的應(yīng)用價值,有重金屬廢水需要處理的單位,也可以到污水寶項目服務(wù)平臺咨詢具備類似污水處理經(jīng)驗的企業(yè)。
焦化廢水
焦化污水是指在煤的高溫干餾、煤氣凈化及化 工產(chǎn)品精制過程中所產(chǎn)生的污水。廢水中除含有大 量的揮發(fā)酚、COD、氰化物、硫化物外,還有高濃度的氨氮及許多難降解的稠環(huán)芳烴和雜環(huán)化合物,如吲哚、奈、喹啉等,對環(huán)境的影響極大,通常還是致癌物質(zhì)。傳統(tǒng)活性污泥法處理焦化廢水已經(jīng)不能滿足廢水排放要求,其中COD和NH3-N兩項指標(biāo),很難達到排放標(biāo)準(zhǔn)。膜生物反應(yīng)器是高效的膜分離技術(shù)和傳統(tǒng)活性污泥法的結(jié)合,與傳統(tǒng)生物處理工藝相比具有出水水質(zhì)好,占地面積少,設(shè)備集中,模塊化,并具有升級改造的潛力等優(yōu)點,是一項很有發(fā)展前景的工藝。
李筱煥等對膜生物反應(yīng)器處理焦化廢水進行了研究。實驗以PVDF中空纖維微濾膜作為膜組件, 采用缺氧-好氧-缺氧工藝運行。該系統(tǒng)對COD的 去除效率在79.8%~88.7%,平均83.4%。反應(yīng)器內(nèi)存在N02--N積累的現(xiàn)象,NO2--N的存在明顯影響了反應(yīng)器出水中COD。NH3-N的去除效率在93.7%~ 99.0%,平均為96.2%。在好氧階段存在同時硝化/ 反硝化(SND)過程。TN的去除效率在72.3%~ 81.6%,平均77.5%。
含酚廢水
酚類化合物是重要的化工原料,可用于樹脂、染料、醫(yī)藥品、殺菌劑、炸藥等,它也常見于有關(guān)化工廢水中。此外,焦化廠、煤氣廠都有嚴(yán)重的含酚廢水排出。含酚化合物對環(huán)境及人類健康危害很大。含酚廢水常見的處理方法有物理化學(xué)法、化學(xué)處理法、生化處理法等。膜法處理含酚廢水 是物理化學(xué)法的一種,由于其占地面積小、操作簡單、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點,已受到人們的重視。
周小霞等以PVDF微孔膜為分離膜,采用減壓膜蒸餾過程處理含酚廢水。進料溫度為50℃時,具有最高分離效率(苯酚去除率)和離子截留率。同 時,所研究的溫度范圍(40-80℃)內(nèi),苯酚去除率都高于70%;離子截留率都高于99%。實驗中,進料電導(dǎo)率在2.7x103μS·cm-I左右,餾出液電導(dǎo)率為 10~20μS·cm-1;進料pH接近12.0,餾出液pH在 8.2-9.5。這表明含酚廢水通過處理,在餾出液中苯酚能大大降低,廢水中的苯酚含量將得到富集,而富集的含酚廢水可以進行綜合利用。說明該過程具有潛在的應(yīng)用研究價值。李建生等利用中空纖維膜萃取技術(shù)處理廢水中高濃度的揮發(fā)酚。采用PVDF中空纖維膜,以體積分?jǐn)?shù)50%煤油+體積分?jǐn)?shù)50%磷酸三丁醋(TBP)為萃取劑,對含酚廢水進行了膜萃取實驗。廢水中的酚質(zhì)量濃度可以從1223 mg·L-1降低到45 mg·L-1,去除率達到96%以上。中空纖維膜萃取法處理含酚廢水是一種較為有效的方法。