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(guò)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(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用和對(duì)有用物質(zhì)回收等優(yōu)點(diǎn)。簡(jiǎn)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(diǎn),重點(diǎn)介紹了膜技術(shù)在含油廢水、染料廢水、造紙廢水、含重金屬?gòu)U水和高濃度有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展?fàn)顩r。并討論了膜過(guò)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(duì)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(shí)具有節(jié)節(jié)能、無(wú)相變變、設(shè)備簡(jiǎn)單單、操作方便便等特點(diǎn),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(jì),20000年膜技術(shù)的的世界市場(chǎng)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(guò)過(guò)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(guò)程及其傳傳質(zhì)機(jī)理見(jiàn)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(yùn)運(yùn)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(shí)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(lái)處理理。唐燕輝等利利用自行設(shè)計(jì)計(jì)、組裝的膜膜處理裝置,考察了多種種制膜方法,實(shí)驗(yàn)表明用用加壓制膜法法制備的超濾濾膜(A4膜),分離機(jī)械加加工排放的含含油污水時(shí),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(guó)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(duì)分子子質(zhì)量為1200000、表面荷負(fù)負(fù)電和截留相相對(duì)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(duì)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(shí),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(duì)對(duì)總懸浮固體體的去除率均均接近97%。張國(guó)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(guò)對(duì)膜的的選擇、操作作參數(shù)的考察察、過(guò)程的優(yōu)優(yōu)化,獲得了滿意意的結(jié)果,膜通量100L//(m2·hh)時(shí),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(guò)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(shí)現(xiàn)了工工業(yè)化應(yīng)用〔5〕。張?jiān)軏苡孟噢D(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(duì)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(guò)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(wàn)至十幾幾萬(wàn))、高CODCrr(數(shù)萬(wàn)至十幾幾萬(wàn))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(shí)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(duì)對(duì)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(guò)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(duì)對(duì)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(shí),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(guò)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(jì)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(duì)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(wú)機(jī)和和有機(jī)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(guò)過(guò)濾等預(yù)處理理。目前對(duì)造造紙廢水的膜膜分離法的研研究已取得實(shí)實(shí)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(jī)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(duì)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(yáng)膜技術(shù)術(shù)控制造紙黑黑液的污染。研研究表明,MAE單陽(yáng)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(guò)相相對(duì)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(duì)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(jí)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(wú)機(jī)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(wú)機(jī)分分離膜可回收收纖維素、膠膠體SiO2、木質(zhì)素(相對(duì)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(duì)分子質(zhì)質(zhì)量約為200～400,分子大小為1~2nnm)等,最終透過(guò)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(shí)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?gòu)U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(guò)過(guò)程中都會(huì)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(duì)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(qiáng)化化超濾研究〔15〕。在膠束束強(qiáng)化超濾(MEUFF)過(guò)程中,測(cè)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(duì)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(shí),對(duì)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(bào)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(guò)0.8μm和1.4μm兩種孔徑膜膜的兩級(jí)過(guò)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(duì)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(shí),透過(guò)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(jī)機(jī)廢水的處理理在高濃度有有機(jī)廢水處理理中,膜技術(shù)發(fā)揮揮著越來(lái)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(guò)過(guò)管式反滲透透處理系統(tǒng)實(shí)實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)品品(主要是魚、蟹蟹、貝類等)加工有機(jī)廢廢水的回收利利用,通過(guò)氣浮、反反滲透的二級(jí)級(jí)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(duì)上海拖拖拉機(jī)內(nèi)燃機(jī)機(jī)公司油嘴油油泵廠的切削削液廢水進(jìn)行行了實(shí)驗(yàn)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(jì)和運(yùn)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(jì)效益益和社會(huì)效益益。蔡肖邦用用試制的5種聚酰胺型型納濾膜,對(duì)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(jià)始終為為零〔20〕。王連軍軍等采用無(wú)機(jī)機(jī)膜-生物反應(yīng)器(IMBBR)處理啤酒廢廢水,在水力停留留時(shí)間為3.5～5h,CCOD負(fù)荷為3.54～6.2255kg/(mm3·d)條件下,IMBBR對(duì)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(yǔ)由于膜過(guò)濾濾技術(shù)具有分分離效率高、節(jié)節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、操作方方便等優(yōu)點(diǎn),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?xiàng)l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(zhǎng)的使用壽壽命。從這方方面來(lái)看,開發(fā)抗污染染等性能優(yōu)良良的過(guò)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(shì),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(guó)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(guó)給水排排水,20000,166(3):24--27.[2]黃加樂(lè),董聲雄.我國(guó)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(guó)勝,谷和平.無(wú)機(jī)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(bào),19998,122(3):2888-292..[6]張?jiān)?張?jiān)Ｇ?用于含油廢廢水處理的復(fù)復(fù)合膜研制[J].中國(guó)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(yàn)驗(yàn)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(wú)機(jī)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(qiáng)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