乳化油废水产生于钢铁、机械加工等生产过程中,排水量不大,但COD浓度很高,可达11000一37000mL.用传统处理技术,如化学混凝法等,处理乳化油废水虽有较高去除率,但产泥量大,容易造成二次污染;废水处理后,不能回用,造成清洗剂和用水的极大浪费;由于乳化液废水中含有大量的油类物质和有机物,需要使用大量混凝剂,导致运行费用较高.采用超滤工艺处理乳化油废水,可以实现废水回用,同时也解决了污泥二次污染问题目前,国内采用超滤膜或微滤膜处理乳化油废水的研究较多,有平板膜、中空纤维膜、陶瓷管式膜等方面的报道,但平板膜和中空纤维膜通量较低,陶瓷管式膜价格昂贵.本文采用价格相对较低的PvDF管式膜进行乳化油废水处理的研究,提供了一种技术上和经济上都切实可行的乳化油废水处理方法。
1实验部分
1.1实验试剂及仪器
实验试剂:乳化油,工业级,天津市振达化工有限公司产品;无水硫酸钠,分析纯,天津市永大化学试剂厂生产;石油醚(60一90℃),分析纯,阿托兹精细化工有限公司产品;硫酸(1十l),分析纯,自配;氯化钠,化学纯,天津市长芦盐业有限公司产品.VPDF管式膜,截留相对分子量100000,自制.实验仪器:UV一450型紫外分光光度计,SIHMAD-zu公司产品;KYK一800型sEM电镜,中国科学院仪器厂产品;海绵橡胶球清洗系统,自制;膜评价装置,自制。
1.2实验方法
采用内压管式膜处理乳化油废水,进行试验,其内容包括:用乳化油与自来水配制不同浓度乳化油废水,在不同操作条件下运行,考察管式膜的通量和对乳化油的截留情况;采用分光光度法分别测定乳化油废水原液和透过液中油的含量,来计算膜对乳化油的截留率;采用不同的清洗方法对管式膜进行清洗,比较了不同清洗方法的清洗效果,并使用扫描电镜(SEM)直接观察分离膜表面,通过比较使用前后及清洗后膜表面形,分析了乳化油对分离膜的污染情况和清洗情况。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
结果与讨论
2.1膜通,与膜表面流速的关系
管式膜的通量随膜表面流速增大而增大,并且随着流速的增大,膜通量增加幅度下降.由图l还可以看出,在小流速条件下PVDF管式膜的通量随时间的增加有一定程度的下降,当流速超过2.46耐s后,膜的通量随运行时间增加基本保持不变.这主要是因为在膜表面大流速情况下,液流与膜之间的剪切力大,液流的滞流层薄,水中的油滴受到液流剪切力的作用,不易在膜表面粘附,减轻了油对膜的污染,并且降低了浓差极化现象.随流速增大,膜的通量减小程度降低,膜通量较大;当流速增大到一定程度,这种作用减小,膜通量增幅又有降低。
2.2膜通且与运行时间的关系
随着时间的增加,水通量逐渐下降,运行20h后,膜通量下降约1/3,因此,在实际应用中,每运行一定时间,要对膜进行一次清洗,来保证膜的通量,从而保证膜的处理能力。
2.3不同清洗方法清洗效果的比较
3种清洗方法都有清洗作用,但化学清洗方法效果最好.采用化学清洗后,膜通量完全恢复到膜的原始通量,并且在此后运行过程中膜的通量性能保持稳定,清洗周期恒定,一天清洗一次.相比较清水清洗效果最差,海绵球清洗效果稍好,但也不能完全恢复膜的通量.主要原因是,采用化学清洗方法,可以把附着在膜表面的污染物—乳化油完全清洗掉,包括可能渗人膜孔中的污染物,这样,能完全去除污染物对膜通量的影响,从而完全恢复膜通量.而采用清水冲洗,不能很好地去除膜表面的污染物;采用海绵球清洗方法,海绵球在管式膜中随清洗液循环,通过擦洗作用,可以完全清除膜表面的污染物,但不能完全清除膜孔中的污染物,因此不能完全恢复膜通量,如图4SEM照片所示.3种清洗方法中,化学清洗效果最佳.使用后的膜表面上堆积大量乳化油,较均匀地散布在膜面上,从而增加水的透过阻力,降低了膜通量.经过海绵橡胶球清洗和化学清洗后,膜表面基本没有乳化油存在,减小水的透过阻力,从而使膜通量得到恢复,而且对膜表面没有造成损伤,表明这两种清洗方法都是可行的。
结论
(l)用PvDF管式膜处理乳化油废水,随着运行时间的增加,通量逐渐减小.当膜表面流速增加时,膜通量增大,但随着流速再增加,膜通量增大幅度降低。
(2)PVDF管式膜在处理乳化油废水后,采用化学清洗或海绵球清洗方法可以恢复膜通量,化学清洗方法更优,可以完全恢复膜通量,清洗周期为24.h。