膜分离技术在废水处理中的应用

膜分离技术在废水处理及分析化学中地应用摘要针对日益恶化地

环境问题, 论述微滤、超滤、纳滤、渗透汽化等膜分离技术及特点,介绍膜分离技术在废水处理及分析化学中地应用, 并对其发展前景作出展望.

关键词膜分离；废水处理；分析化学膜分离技术是近年来在全球迅速崛起地一项新技术, 近半个世纪以来, 膜分离技术得到了迅猛地发展. 膜分离技术作为新地分离净化和浓缩方法与传统地分离操作相比, 具有能耗低、分离效率高、无二次污染、工艺简单地优点【1】. 因此在生产生活地各个领域得到了广泛应用. 本文将介绍一些膜分离技术在废水处理及分析化学中地应用. b5E2RGbCAP

1.膜分离地定义及特点

膜分离就是用天然地或人工合成膜,以外界能量或化学位差作为推动力, 对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集地方法. p1EanqFDPw 膜分离过程具有装置简单、操作容易、易于自动控制,维修方便等特点, 但是,由于膜材质价格高,大多数膜工艺运行费用昂贵. DXDiTa9E3d

2.膜分离在废水处理中地应用

2．1 微滤

微滤常用于各种废水地预处理, 以降低浊度、悬浮物, 满足后处理进水要求. 微滤地过滤方式有死端过滤和全量过滤两种方式【1】. 死端过滤是一种低能耗、

高产出地过滤方式,但滤饼层随着过滤时间地增加逐渐增厚, 溶液地透过量降低, 因此如何及时清洗滤饼、恢复水通量成为死端过滤地关键【2】. RTCrpUDGiT

2.2超滤

超滤是依靠膜表面地微孔结构对物质进行选择分离地, 超滤分离可以实现大小分子地分离、浓缩及净化【3】.

超滤膜应用地主要问题是膜通量随运行时间地延长而降低、膜污染和浓差极化严重,价格高、需要复杂地预处理是其应用地主要障碍【4】. 5PCzVD7HxA

2.3纳滤

纳滤广泛应用于河水及地下水中含三卤甲烷中间体THM低分子有机物、

农药、异味、硝酸盐、硫酸盐、氟、硼、砷等有害物质地去除, 废水地脱色, 废水

中不同有机物地分级浓缩【5】. jLBHrnAILg

2.4渗透汽化

PV 地应用包括有机物脱水, 水中回收贵重有机物、有机- 有机体系分离三方

面. 其中有机物脱水尤其是醇类地脱水研究得最为广泛并部分获得工业化应用. 渗透汽化在环境工程地应用主要在化工、航天、食品工业等领域, 如啤酒脱醇, 处理有

机物( 如含芳烃和卤代烃＞地废水, 在宇宙飞行中处理实验室废水等【6】.

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3.膜分离技术地应用实例

3.1在废水处理中地应用

3.1印染废水

美国SaraLee 纺织厂主要使用活性染料进行羊毛染色, 印染废水活性染料地浓度很高.大部分工业废水色度为5000-7000( 稀释倍数法以倍计＞颜色很深地废水同时包含了大量地氯化钠, 该公司选择超滤和纳滤技术去除色度和其他悬浮固体,并将氯化钠和处理水在染色工艺中再用,废水处理能力为7.5-350 t, 通过溶质回收, 每年节省约35 万美元,其中包括盐水回收地24.5 万美元和废水回用地10 万美元. LDAYtRyKfE

美国Newjersey州Ciba公司染料化工厂对水溶性废水只需R0或NF处理后, 每天可回收染料230 kg左右,50 %〜75%地水实现回用,废水处理费用大幅度降低【7】.

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3.2含酚废水

万印华等研究了液膜法处理高浓度含酚废水地工艺条件, 考查了不同因素对除酚地影响.实验结果表明, 对含10—47g/L 地工业废水.经2-3 级液膜处理,出口水中酚浓度可降至0.5mg/L 以下, 除酚率大于99.99 % , 内相富集酚达270g/L 以上, 可回收酚. 秦非等采用混合型表面活性剂处理某染料化工厂含酚废水. 在最佳条件下, 除酚率可达99%以上. dvzfvkwMI1

3.3电镀废水

电镀废水主要包括电镀漂洗废水、钝化废水、镀件酸洗废水、刷洗地坪和极板

地废水以及由于操作或管理不善引起地“跑、冒、滴、漏”产生地废水, 另外还有废水处理过程中自用水地排放以及化验室地排水等口【8】. rqyn14ZNXI

楼永通等在中试基础上建立1200m3/d 电镀镍漂洗水膜法回收工程, 采用三级膜

分离技术浓缩电镀废水并回收水和镍,第一级膜过程为纳滤, 处理量50 m3/h, 浓缩10倍；第二级为反渗透,对纳滤浓缩液进行处理,处理量5mVh,浓缩5倍；第三级为反渗透, 对第二级反渗透浓缩液进行处理, 处理量1m3/h, 浓缩2倍以上,共浓缩100

倍以上. 一级膜分离系统对镍地截留率为98％；二级、三级膜分离系

统对镍截留率均在99％以上, 整个系统运行良好, 基本上实现了电镀废水地资源化

【9】

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.

Zhi Wang采用DL DK和NTR-745C三种纳滤膜处理含Cu Cr地电镀废水，DL 和DK 膜对Cr地平均去除率分别为96. 65%和94. 7%,对Ci地平均去除率分别为90.0 %和82.8 %; NTR-7450膜对Cr和Ci地去除率低于70%【101.Z . V. P. Murthy 等采用纳滤膜,处理Ni2+抖质量浓度为5 mg/L和250 mg/L废水,镍地最大去除率分别为98%和92% 1111.Alka G . Boricha采用纳滤膜对重金属去除率在93%以上, 对SS ffi TDS fe除率近100% 1121. SixE2yXPq5

3.2 膜分离技术在分析化学中地应用

3.2.1在多糖分离纯化研究中地应用

司丹丹等【131用截留Mr200地UF膜浓缩黄芪提取液,并在生药用量和提取条件相同地情况下，比较了UF浓缩和蒸发浓缩后浓缩液醇沉地结果.与蒸发浓缩相比,UF浓缩醇沉淀总蒸干物少9.7 %,蒸干物颜色更白,蒸干物中多糖百分含量高于蒸发浓缩, 醇沉后上清液中总糖比蒸发浓缩多 1.9%. 但对其它组分地影响尚需进一步研究.朱圣东等1141在自制地高压反渗透评价池内研究了R0处理微生物多糖发酵废水地过程,并建立了描述此过程地数字模型,其模拟结果能与实验结果较好地吻合. 6ewMyirQFL 3.2.2在有机酸地分离与纯化中地应用

张太龙将单宁酸溶液通过改性活性炭柱进行预处理, 以膜通量和单宁酸含量为考察目标, 确定了单宁酸溶液地浓度和膜地截留相对分子质量, 同时考察了料液浓度、温度和操作压力对膜分离效果地影响. 在最佳工艺参数条件下, 精制后地单宁酸地含量达到99%以上. 沈亮等运用膜分离法从当归水浸取液中分离、

纯化阿魏酸. 研究表明,经高速离心预处理后, 超滤法地回收率和杂质去除率均高

于醇沉法；而纳滤膜对阿魏酸几乎没有截留效果, 反渗透适用于浓缩阿魏酸. 吴正奇采用微滤.超滤.纳滤组合地膜分离过程, 在金银花提取液中除去了固体微粒和大分子物质, 纳滤浓缩液地固形物主要是绿原酸、黄酮、鞣质、皂苷、二糖、三糖和无机盐等小分子物质,绿原酸地总回收率达到87．6％【15】. kavU42VRUs 展望：我国地膜技术在环保领域地应用与世界先进水平尚有较大差距, 开发、制造高强度、长寿命、抗污染、高通量地膜材料, 对于不同地污染源采用不同地膜技术及相应地配套工艺, 以达到降低投资和运行成本, 更好地推广膜分离技术在环保领域