超滤技术在污水处理中的应用吉林省虹心环保科技有限公司官网

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  • 超滤技术在污水处理中的应用

    上传时间:2019年01月10日 浏览次数:

    1、超滤技术的介绍:

    以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、微孔膜过滤和逆渗透膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小粒子尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时,则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02~10μm;超滤膜(UF)为0.001~0.02μm;逆渗透膜(RO)为0.0001~0.001μm。由此可知,超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。

    2、超滤膜主要材料:

    膜材质对超滤通量有显著影响。按膜材料性质, 一般将超滤膜分为有机高分子膜和无机膜。制备有机高分子膜的工艺比制备无机膜简单, 无需高温、高压处理, 因此目前应用的膜材料中, 以有机膜为主。常用的高分子膜材料有二醋酸纤维(CA), 三醋酸纤维(CTA), 氰乙基醋酸纤维(CN-CA), 聚砜(PS),磺化聚砜(SPS), 聚砜酰胺(PSA), 还有酚酞侧基聚芳砜(PDC), 聚偏氟乙烯(PVDF), 聚丙烯睛(PAN), 聚酰亚胺(PI), 甲基丙烯酸甲酯——丙烯睛共聚物(MMA-AN),及纤维素等。当前应用最广的是醋酸纤维素膜和聚砜膜。醋酸纤维素膜pH适用范围小, 易生物降解,不耐高温;聚砜膜虽然耐高温、耐酸碱, 耐细菌腐蚀, 但亲水性差, 制出的膜针孔很多, 不易制出截留分子量小、透水速度高的超滤膜;聚砜酰胺膜具有耐温和耐有机溶剂特性, 并可用于水和非水溶剂, 是一种具有良好特性的膜。但总的说来, 还是存在膜品种少、膜孔径分布较宽和性能不稳定等缺陷 。为了提高超滤膜的抗污染性、热稳定性和化学稳定性, 一方面开发了耐热、耐溶剂的高分子膜, 如日本的PES 超滤膜DOS-40有优异的耐热性; 另一方面无机膜的开发应用得到迅速发展, 如日本开发成功的孔径为5-50nm 的陶瓷超滤膜。目前已工业应用的膜组件只有中空纤维、卷式、板框式、圆盒式、管式和毛细管式。

    3、超滤膜分离技术的特点:

    1) 分离过程无相变, 节能显著;

    2) 分离在常温下进行, 适宜热敏物质的分离和浓缩;

    3) 推动力为压力, 分离装置简单, 操作方便易控;

    4) 设备体积小、结构简单,故投资费用低;

    5)超滤分离过程只是简单的加压输送液体,工艺流程简单,易于操作管理;

    6)超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体,纯物理方法过滤,物质在分离

    4、超滤技术处理废水的基本原理

    超滤(UltraFiltration ,简称UF) 是溶液在压力作用下,溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧,而高分子溶质或其它乳化胶束团被截留,实现从溶液中分离的目的。它的分离机理主要是靠物理的筛分作用。超滤分离时是在对料液施加一定压力后,高分子物质、胶体物质因膜表面及微孔的一次吸附,在孔内被阻塞而截留及膜表面的机械筛分作用等三种方式被超滤膜阻止,而水和低分子物质通过膜。超滤膜比微滤膜孔径小,在0.7~7 kg/cm2 的压力下,可用于分离直径小于10μm 的分子和微粒。它主要应用于生活污水、含油废水、纸浆废水、染料废水等废水处理。超滤材料大多数是有机高分子膜,目前无机膜材料也开始制备和应用。

    5、超滤技术在废水处理中的应用

    1)造纸工业废水

    造纸工业耗水量极大,造纸废水主要来源于去皮、浆化、洗净、漂白、抄纸等工序。采用超滤技术处理造纸废水既可以对废水中某些有用成分进行浓缩回收,又可将透过水回用。日本在1981年采用NTU-3508超滤组件建成了日处理4000m3的管式膜装置,是世界上最大规模的装置。我国目前已具备生产此类超滤和反渗透膜组件的能力,并迅速推广。

    2)印钞废水

    我国印钞业擦板废液的处理一直是困扰印钞行业的老大难问题。现在采用超滤处理后,擦板废液透过膜的清液不含油墨,碱的含量不变,对COD的去除率为99%以上,对固含量为3%的擦板废液可浓缩至12%,废液的回收率为75%,且比采用中和法处理废液省力省大量资金。

    3)含油废水的处理

    乳化油废水是一种常见的工业废水,超滤法处理乳化油废水应用已有20多年。油分截留率可大于99%,COD的去除率达到95%,体积浓缩比高,超滤平均通量为30 L/(cm2?h),处理乳化油废液效果很好。含油废水中含油量通常为100~1000 mg/L,超过国家排放标准(10 mg/L),故排放前必须进行除油处理。可采用中空纤维超滤膜组件和超滤设备,在操作压力为0.10 MPa,废水温度40℃,膜的透水速度可达60~120 L/(cm2?h),可以把含原油100~1000 mg/L的废水处理达到环境排放标准10mg/L以下,也使处理后的水质达到了低渗透油田的注水标准。金属加工过程中产生大量的含有切削油、悬浮物和洗涤剂的废水,必须进行处理才能排放。金属加工过程中产生大量的含有切削油、悬浮物和洗涤剂的废水,必须进行处理才能排放。处理石油开采产生的含油废水,可在油田用膜分离器中进行超滤与反渗透(或纳滤)的组合操作。先使分离出的水进入中空纤维超滤膜,透过液再进入反渗透膜(或纳滤膜),不但去除了悬浮物,还去除了溶解盐和溶解油,以满足特殊水质的要求。

    4)回用生活污水的处理

    孙德栋,张启修研究了用超滤法处理山西铝厂生活污水站出水的阻力特性及清洗可恢复性。通过试验对比了颗粒活性炭、微滤-颗粒活性炭和混凝进行处理污水后的超滤效果. 试验结果表明,污水经微滤2颗粒活性炭预处理后,可以得到较好的过滤效果,过滤阻力低;用质量浓度为500mg/ L 的NaClO 溶液反洗浸泡后可以得到较好的清洗效果;混凝可以去除悬浮物、胶体及污水中的部分有机物,明显降低了膜过滤阻力;超滤的产水水质符合生活杂用水标准GB2JXX—2001 的要求.

    杨磊等人用外压一体化中空纤维超滤膜生物反应器(UMBR) 进行了处理生活污水的试验. 结果表明,当水力停留时间(HRT) 为5 h 、膜通量在44.2~110 L/ h 时,UMBR 对生活污水中COD、浊度、SS 的去除率分别可达90 %、98 %、100 % ,出水COD < 60 mg/ L 、浊度< 3 、SS 为0 ,污泥质量浓度ρMLSS、污泥负荷Fr 、反应器容积负荷FW 分别为6.2 kg/m3 、0.46 kg/ ( kg·d) 、1.82 kg/ (m3·d) . 并初步探讨了超滤膜的堵塞机理,通过杀菌清洗可使超滤膜通透能力恢复到新膜的97 %以上. UMBR 出水浊度低,水质稳定,宜于回用.

    5)海水淡化

    小型淡化装置的研究非常清楚的表明,超滤系统可以有效的控制海水水质,为反渗透系统提供高品质的进水,长期试验表明,超滤系统的出水SDI值可以非常好的空载在2以下,这些测试在超滤系统前不必作为任何预处理,并且适用各种海水水质。

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