膜技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展

膜技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展摘要：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。簡要介紹了微濾、電滲析、反滲透、超濾、納濾等膜分離技術(shù)的基本原理及特點,重點介紹了膜技術(shù)在含油廢水、染料廢水、造紙廢水、含重金屬廢水和高濃度有機廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展?fàn)顩r。并討論了膜過濾技術(shù)的研究方向和發(fā)展前景。關(guān)鍵字：膜技術(shù)廢水處理膜研究進(jìn)展作為一種新新型的分離技技術(shù),膜分離技術(shù)術(shù)既能對廢水水進(jìn)行有效的的凈化,又能回收一一些有用物質(zhì)質(zhì),同時具有節(jié)節(jié)能、無相變變、設(shè)備簡單單、操作方便便等特點,因此在廢水水處理中得到到了廣泛的應(yīng)應(yīng)用并顯示了了廣闊的發(fā)展展前景。據(jù)估估計,20000年膜技術(shù)的的世界市場規(guī)規(guī)模已達(dá)近20億美元的銷銷售額〔1〕。在廢水水處理中應(yīng)用用的膜分離過過程主要有微微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)和電滲析(ED)),它們的分離離過程及其傳傳質(zhì)機理見表表1〔2〕。1含油廢水的的處理含油廢水面面廣量大,鋼鐵工業(yè)的的壓延、金屬屬切削、研磨磨,以及石油煉煉制及管道運運輸?shù)榷籍a(chǎn)生生含油廢水,處理含油廢廢水的目的主主要是除油同同時去除COD及BOD。膜分離技技術(shù)在含油廢廢水處理中的的研究與應(yīng)用用相當(dāng)廣泛,主要是采用用不同材質(zhì)的的超濾膜和微微濾膜來處理理。唐燕輝等利利用自行設(shè)計計、組裝的膜膜處理裝置,考察了多種種制膜方法,實驗表明用用加壓制膜法法制備的超濾濾膜(A4膜),分離機械加加工排放的含含油污水時,可以使CODCrr從728.664mg//L降至87.8mg/L,,含油質(zhì)量濃濃度從50000mg/LL降至2.5mmg/L,脫除率分別別達(dá)到87.955%和99.955%,分離后排水水已達(dá)到國家家規(guī)定的排放放標(biāo)準(zhǔn)〔3〕。B.E..Reedd研究了用截截留相對分子子質(zhì)量為1200000、表面荷負(fù)負(fù)電和截留相相對分子質(zhì)量量為1000000、表面不帶帶電的管式聚聚亞乙烯氟超超濾膜處理含含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為0.5%油脂的金屬屬工業(yè)廢水〔4〕。荷電膜膜由于高的截截留相對分子子質(zhì)量和表面面電荷,其平均滲透透通量遠(yuǎn)大于于不帶電膜。當(dāng)當(dāng)油脂質(zhì)量濃濃度小于50mg//L、總懸浮固固體質(zhì)量濃度度小于25mgg/L時,荷電膜油脂脂的平均去除除率為97%,而不帶電膜膜為98%。兩種膜對對總懸浮固體體的去除率均均接近97%。張國勝采采用0.2μm氧化鋯膜處處理鋼鐵廠冷冷軋乳化液廢廢水,通過對膜的的選擇、操作作參數(shù)的考察察、過程的優(yōu)優(yōu)化,獲得了滿意意的結(jié)果,膜通量100L//(m2·hh)時,含油質(zhì)量濃濃度從50000mg/LL降至10mgg/L以下,截留率大于99%,透過液中油油質(zhì)量分?jǐn)?shù)小小于0.0011%,并且該技術(shù)術(shù)已實現(xiàn)了工工業(yè)化應(yīng)用〔5〕。張裕嬡嬡用相轉(zhuǎn)化法法制備聚砜-Al22O3復(fù)合膜,將Al2O33微粒填充到到聚砜中,并用該復(fù)合合膜對華北油油田北大站外外排水砂濾后后水樣進(jìn)行了了超濾處理,原水的油質(zhì)質(zhì)量濃度為640mmg/L,處理后的油油質(zhì)量濃度小小于0.5mmg/L,完全符合回回注水的要求求〔6〕。2染料廢水的的處理目前在染料料的工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過程中,產(chǎn)生大量的的高鹽度(質(zhì)量分?jǐn)?shù)大大于5%)、高色度(數(shù)萬至十幾幾萬)、高CODCrr(數(shù)萬至十幾幾萬)的廢水。由由于該類廢水水的BOD5與CODCrr的比值小于0.4,生物降解性性差;同時廢水中中所含的鹽將將進(jìn)一步降低低廢水的生物物降解性,所以生化處處理前必需對對其進(jìn)行預(yù)處處理〔7〕。楊剛等采用用CA卷式納濾膜膜進(jìn)行了二苯苯乙烯雙三嗪嗪型熒光增白白染料(NT)水溶液脫鹽鹽和濃縮過程程的研究。在在1.8MMPa壓力下經(jīng)納納濾膜處理后后,NT染料水溶液液中的NaCl濃度從1.05mol//L降到0.0499mol//L以下,NT濃度從0.14mmol/LL濃縮到0.25mol//L以上,NT成分的平均均截留率達(dá)99.8%〔8〕。GuohuuaChenn等采用ATF50型納濾膜對對香港的印染染廢水進(jìn)行處處理,兩股原水的COD分別為140000mg/L和5430mg/L,,經(jīng)納濾后,兩股廢水的COD截留率分別別達(dá)到95%和80%～85%,出水達(dá)到了了香港的排放放標(biāo)準(zhǔn)〔9〕。劉宗義義利用卷式反反滲透膜處理理腈綸絲洗滌滌廢液,進(jìn)膜廢液中中己內(nèi)酰胺單單體質(zhì)量濃度度在20000mg/L以上時,可以使單體體含量濃縮10倍以上,截留率達(dá)到80%左右,透過液可作作為工藝用水水,可節(jié)約大量量新鮮軟水,具有顯著的的經(jīng)濟效益〔10〕。郭明遠(yuǎn)遠(yuǎn)等自制了醋醋酸纖維素納納濾膜,研究了該納納濾膜對活性性艷紅、X-3BB水溶液的分分離性能,結(jié)果表明,CA納濾膜可用用于活性染料料印染廢水的的處理和染料料回收〔11〕。3造紙廢水處處理造紙廢水一一般含懸浮物物(包括無機和和有機的)較多,為避免廢水水污物堵塞薄薄膜,減少清洗難難度和頻率,不宜直接用用一段膜分離離法,最好在膜分分離前進(jìn)行絮絮凝和常規(guī)過過濾等預(yù)處理理。目前對造造紙廢水的膜膜分離法的研研究已取得實實質(zhì)性進(jìn)展,并已開始始進(jìn)入工業(yè)化化階段。除抄抄紙廢水(白水)用氣浮法即即可處理外,膜分離法幾幾乎適用于處處理所有的制制漿造紙廢水水(如機械漿廢廢水、硫酸鹽鹽漿漂白堿性性廢水、涂布布廢水、亞硫硫酸鹽廢液等等),特別對漂白白廢水的毒性性、色度和懸懸浮物的去除除有明顯效果果。薛建軍等研研究用MAE(mmembraane-asssisteedeleectrollysis))單陽膜技術(shù)術(shù)控制造紙黑黑液的污染。研研究表明,MAE單陽膜技術(shù)術(shù)不但能回收收有用的化學(xué)學(xué)品,還可將黑液液的CODCrr從1120000mgg/L降到2000mg/L左右,具有明顯的的控制效果〔12〕。F.Zhhang進(jìn)行了草漿CEH漂白廢水的的超濾處理研研究,選用透過相相對分子質(zhì)量量分別為30000(A)、100000(B)、300000(C)、600000(D)44種平板PS膜(單膜有效面面積0.33ccm2,操作壓力0.3MMPa)進(jìn)行對比研研究,結(jié)果表明,A、C膜具有較顯顯著的分離效效果和膜通量量〔13〕。分別以C、A膜為一、二二級聯(lián)合處理理CEH漂白廢水,膜通量為16.6L/(m22·h),,BOD5去除率為66.0%%,CODDCr去除率為85.1%%,TOCC去除率為71.6%。黃水前等等提出,采用pH范圍為1~14的高耐酸堿堿無機膜處理理堿性造紙黑黑液,不需調(diào)整控控制pH〔14〕。利用不不同孔徑的高高耐堿無機分分離膜可回收收纖維素、膠膠體SiO2、木質(zhì)素(相對分子質(zhì)質(zhì)量為10000~120000,分子大小為2.4~44.0nmm)和還原糖(相對分子質(zhì)質(zhì)量約為200～400,分子大小為1~2nnm)等,最終透過液液主要含氫氧氧化鈉,質(zhì)量分?jǐn)?shù)調(diào)調(diào)整到10%~112%即可回收用用于蒸煮制漿漿,實現(xiàn)造紙工工業(yè)廢水的閉閉路循環(huán)。4重金屬的廢廢水處理在工業(yè)廢水水中重金屬廢廢水占有相當(dāng)當(dāng)大的比例,如電鍍、冶冶金、化工、電電子、礦山等等許多工業(yè)過過程中都會產(chǎn)產(chǎn)生含鎳、鉻鉻、銅、鉛、鎘鎘等金屬離子子的廢水,利用膜技術(shù)術(shù)不僅可以使使得廢水達(dá)標(biāo)標(biāo)排放,而且可以回回收有用物質(zhì)質(zhì)。許振良等利利用3種單皮層聚聚醚酰亞胺(PEII)中空纖維超超濾膜,對水溶液中中重金屬離子子(鎘和鉛,質(zhì)量濃度均均為100mmg/L)的脫除進(jìn)行行了膠束強化化超濾研究〔15〕。在膠束束強化超濾(MEUFF)過程中,測定了流速速、操作壓力力、表面活性性劑(十二烷基硫硫酸鈉和十二二烷基苯磺酸酸鈉)與濃度對超超濾膜分離重重金屬離子性性能的影響,結(jié)果表明,鎘和鉛的截截留率可達(dá)99.0%以上,滲透通量可可達(dá)1.83×10-10m33/(m22·s·Paa)。同時,對聚電解質(zhì)(羧甲基纖維維素鈉和聚丙丙烯酸鈉)在MEUF中的應(yīng)用也也進(jìn)行了研究究。R.J..Lahiiere等報道了采采用陶瓷膜處處理廢水中的的重金屬離子,方法是用堿堿中和使之形形成氫氧化物物沉淀,通過0.8μm和1.4μm兩種孔徑膜膜的兩級過濾濾,使重金屬氫氫氧化物質(zhì)量量分?jǐn)?shù)從0.0122%下降到0.00002%以下,并把懸浮液液濃縮至15%～20%〔16〕。X.Chhai采用RO膜對含銅廢廢水進(jìn)行研究究,當(dāng)進(jìn)水銅質(zhì)質(zhì)量濃度340mmg/L時,透過液中銅銅質(zhì)量濃度小小于4mg//L,去除率接近99%〔17〕。5高濃度有機機廢水的處理理在高濃度有有機廢水處理理中,膜技術(shù)發(fā)揮揮著越來越重重要的作用,已在制藥廢廢水、制糖廢廢水、含酚廢廢水、乳化液液廢水、啤酒酒廢水、味精精廢水等領(lǐng)域域得到了應(yīng)用用。1976年,日本就通過過管式反滲透透處理系統(tǒng)實實現(xiàn)了水產(chǎn)品品(主要是魚、蟹蟹、貝類等)加工有機廢廢水的回收利利用,通過氣浮、反反滲透的二級級處理,CODD由600～10000mg/LL降至30～70mgg/L〔18〕。陸曉千千等利用自制制小型超濾設(shè)設(shè)備對上海拖拖拉機內(nèi)燃機機公司油嘴油油泵廠的切削削液廢水進(jìn)行行了實驗室研研究,并將所得參參數(shù)應(yīng)用于生生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)設(shè)計和運行〔19〕。切削液液乳化液廢水水經(jīng)超濾法處處理后可以回回用,取得了良好好的經(jīng)濟效益益和社會效益益。蔡肖邦用用試制的5種聚酰胺型型納濾膜,對藥廠生產(chǎn)產(chǎn)的螺旋霉素素(SPM))發(fā)酵液進(jìn)行行了分離操作作條件和濃縮縮效果的研究究,滲透通量為25L//(m2·hh),滲透液的SPM效價始終為為零〔20〕。王連軍軍等采用無機機膜-生物反應(yīng)器(IMBBR)處理啤酒廢廢水,在水力停留留時間為3.5～5h,CCOD負(fù)荷為3.54～6.2255kg/(mm3·d)條件下,IMBBR對廢水的COD、NH3--N、SS、濁度的去去除率分別達(dá)達(dá)到96%、99%、90%和100%,,膜出水水質(zhì)質(zhì)好且穩(wěn)定〔21,222〕。6結(jié)語由于膜過濾濾技術(shù)具有分分離效率高、節(jié)節(jié)能、設(shè)備簡簡單、操作方方便等優(yōu)點,使其在廢水水處理領(lǐng)域有有很大的發(fā)展展?jié)摿Α５捎捎诠I(yè)廢水水往往含有酸酸、堿、油等等物質(zhì),處理條件比比較苛刻,因此,處理廢水使使用的膜必須須具有較好的的材料性能,從而在苛刻刻的條件下保保持良好的分分離性能和較較長的使用壽壽命。從這方方面來看,開發(fā)抗污染染等性能優(yōu)良良的過濾膜具具有重要的戰(zhàn)戰(zhàn)略意義。由由于工業(yè)廢水水的復(fù)雜性,任何單一技技術(shù)的處理往往往達(dá)不到理理想的效果,必須重視膜膜分離技術(shù)與與其他水處理理技術(shù)的集成成工藝研究,發(fā)揮各種技技術(shù)的優(yōu)勢,形成廢水深深度處理的新新工藝。[參考文獻(xiàn)]][1]解利昕,阮國嶺,張耀江.反滲透海水水淡化技術(shù)現(xiàn)現(xiàn)狀與展望[J].中國給水排排水,20000,166(3):24--27.[2]黃加樂,董聲雄.我國膜技術(shù)術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀狀與前景[J].福建化工,20000,34((3)::3-6..[3]唐燕輝,梁偉,柴章民.含油污水膜膜技術(shù)處理[J].精細(xì)石油化化工,19988,15((2)::37-39.[4]RReedBrrimE..Treaatmenttofaanoill/greeasewwastewwaterusinggultrrafilttratioon:pillot-sccalerresultts[JJ].SSep.SSci.TTechnool.,11997,32(9):14900-15511.[5]張國勝,谷和平.無機陶瓷膜膜處理冷軋乳乳化液廢水[J].高?；瘜W(xué)工工程學(xué)報,19998,122(3):2888-292..[6]張裕嬡,張裕卿.用于含油廢廢水處理的復(fù)復(fù)合膜研制[J].中國給水排排水,20000,166(4):58--60.[7]劉梅紅,姜坪.膜法染料廢廢水處理試驗驗研究[J].膜科學(xué)與技技術(shù),20011,21((3)::50-552.[8]楊剛,邢衛(wèi)紅,徐南平.應(yīng)用膜技術(shù)術(shù)精制水溶性性染料[J].膜科學(xué)與技技術(shù),20002,222(2):24--28.[9]CheenGuohhua,CChaiXXijun,,YuePo-Loock,ettal.Treattmentoftexxtileddesiziingwaastewaaterbbypillotsccalennanofiiltrattionmmembraaneseeparattion[JJ].JJ.MembbraneSciennce,11997,127(1):93-999.[10]]劉宗義.利用卷式反反滲透膜處理理錦綸絲洗滌滌廢液[J].工業(yè)水處理,19992,122(1):26--28.[11]]郭明遠(yuǎn),楊牛珍.納濾膜分離離活性染料溶溶液的研究[J].水處理技術(shù),19996,222(2):97--99.[12]]薛建軍,何娉婷,狄挺.膜技術(shù)在處處理造紙黑液液污染中的應(yīng)應(yīng)用[J].膜科學(xué)與技技術(shù),20005,255(8):74--78.[13]]ZhanngFangg.Ulttrafilltratiionoffbleaacheryyefflluent[C]..3rdInterrnatioonalNoonwooddFibeerPulppingaandPaapermaakingConfeerenceeatBeeijingg,Beiijing,,1996::637..[14]]黃水前,鄭昌瓊.無機分離膜膜與環(huán)境保護(hù)護(hù)[J].環(huán)境工程,19998,16((2)::27-229.[15]]許振良,徐惠敏,翟曉東.膠束強化超超濾處理含鎘鎘和鉛離子廢廢水的研究[J].膜科學(xué)與技技術(shù),20002,222(3):15--20.[16]]LahiiereRJ,GooodibooyKPP.Cerramicmembrranetrreatmeentoff