作为一种新型的分离技术,膜分离技术既能对废水进行有效的净化,又能回收一些有用物质,同时具有节能。无相变。设备简单。操作方便等特点,因此在废水处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。据估计,2000年膜技术的世界市场规模已达近20亿美元的销售额〔1〕。在废水处理中应用的膜分离过程主要有微滤论文网(MF)。超滤(UF)。纳滤(NF)。反渗透(RO)和电渗析(ED),它们的分离过程及其传质机理见表1〔2〕。

1含油废水的处理

含油废水面广量大,钢铁工业的压延。金属切削。研磨,以及石油炼制及管道运输等都产生含油废水,处理含油废水的目的主要是除油同时去除COD及BOD。膜分离技术在含油废水处理中的研究与应用相当广泛,主要是采用不同材质的超滤膜和微滤膜来处理。

唐燕辉等利用自行设计。组装的膜处理装置,考察了多种制膜方法,实验表明用加压制膜法制备的超滤膜(A4膜),分离机械加工排放的含油污水时,可以使CODCr从728。64mg/L降至87。8mg/L,含油质量浓度从5000mg/L降至2。5mg/L,脱除率分别达到87。95百分号和99。95百分号,分离后排水已达到国家规定的排放标准〔3〕。B。E。Reed研究了用截留相对分子质量为120000。表面荷负电和截留相对分子质量为100000。表面不带电的管式聚亚乙烯氟超滤膜处理含质量分数为0。5百分号油脂的金属工业废水〔4〕。荷电膜由于高的截留相对分子质量和表面电荷,其平均渗透通量远大于不带电膜。当油脂质量浓度小于50mg/L。总悬浮固体质量浓度小于25mg/L时,荷电膜油脂的平均去除率为97百分号,而不带电膜为98百分号。两种膜对总悬浮固体的去除率均接近97百分号。张国胜采用0。2μm氧化锆膜处理钢铁厂冷轧乳化液废水,通过对膜的选择。操作参数的考察。过程的优化,获得了满意的结果,膜通量100L/(m2。h)时,含油质量浓度从5000mg/L降至10mg/L以下,截留率大于99百分号,透过液中油质量分数小于0。001百分号,并且该技术已实现了工业化应用〔5〕。张裕嫒用相转化法制备聚砜-Al2O3复合膜,将Al2O3微粒填充到聚砜中,并用该复合膜对华北油田北大站外排水砂滤后水样进行了超滤处理,原水的油质量浓度为640mg/L,处理后的油质量浓度小于0。5mg/L,完全符合回注水的要求〔6〕。

2染料废水的处理

目前在染料的工业生产过程中,产生大量的高盐度(质量分数大于5百分号)。高色度(数万至十几万)。高CODCr(数万至十几万)的废水。由于该类废水的BOD5与CODCr的比值小于0。4,生物降解性差;同时废水中所含的盐将进一步降低废水的生物降解性,所以生化处理前必需对其进行预处理〔7〕。

杨刚等采用CA卷式纳滤膜进行了二苯乙烯双三嗪型荧光增白染料(NT)水溶液脱盐和浓缩过程的研究。在1。8MPa压力下经纳滤膜处理后,NT染料水溶液中的NaCl浓度从1。05mol/L降到0。049mol/L以下,NT浓度从0。14mol/L浓缩到0。25mol/L以上,NT成分的平均截留率达99。8百分号〔8〕。GuohuaChen等采用ATF50型纳滤膜对香港的印染废水进行处理,两股原水的COD分别为14000mg/L和5430mg/L,经纳滤后,两股废水的COD截留率分别达到95百分号和80百分号～85百分号,出水达到了香港的排放标准〔9〕。刘宗义利用卷式反渗透膜处理腈纶丝洗涤废液,进膜废液中己内酰胺单体质量浓度在2000mg/L以上时,可以使单体含量浓缩10倍以上,截留率达到80百分号左右,透过液可作为工艺用水,可节约大量新鲜软水,具有显著的经济效益〔10〕。郭明远等自制了醋酸纤维素纳滤膜,研究了该纳滤膜对活性艳红。X-3B水溶液的分离性能,结果表明,CA纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收〔11〕。

3造纸废水处理

造纸废水一般含悬浮物(包括无机和有机的)较多,为避免废水污物堵塞薄膜,减少清洗难度和频率,不宜直接用一段膜分离法,最好在膜分离前进行絮凝和常规过滤等预处理。目前对造纸废水的膜分离法的研究已取得实质性进展,并已开始进入工业化阶段。除抄纸废水(白水)用气浮法即可处理外,膜分离法几乎适用于处理所有的制浆造纸废水(如机械浆废水。硫酸盐浆漂白碱性废水。涂布废水。亚硫酸盐废液等),特别对漂白废水的毒性。色度和悬浮物的去除有明显效果。

薛建军等研究用MAE(membrane-assistedelectrolysis)单阳膜技术控制造纸黑液的污染。研究表明,MAE单阳膜技术不但能回收有用的化学品,还可将黑液的CODCr从112000mg/L降到2000mg/L左右,具有明显的控制效果〔12〕。F。Zhang进行了草浆CEH漂白废水的超滤处理研究,选用透过相对分子质量分别为3000(A)。10000(B)。30000(C)。60000(D)4种平板PS膜(单膜有效面积0。33cm2,操作压力0。3MPa)进行对比研究,结果表明,A。C膜具有较显著的分离效果和膜通量〔13〕。分别以C。A膜为一。二级联合处理CEH漂白废水,膜通量为16。6L/(m2。h),BOD5去除率为66。0百分号,CODCr去除率为85。1百分号,TOC去除率为71。6百分号。黄水前等提出,采用pH范围为1~14的高耐酸碱无机膜处理碱性造纸黑液,不需调整控制pH〔14〕。利用不同孔径的高耐碱无机分离膜可回收纤维素。胶体SiO2。木质素(相对分子质量为1000~12000,分子大小为2。4~4。0nm)和还原糖(相对分子质量约为200～400,分子大小为1~2nm)等,最终透过液主要含氢氧化钠,质量分数调整到10百分号~12百分号即可回收用于蒸煮制浆,实现造纸工业废水的闭路循环。

4。重金属的废水处理

在工业废水中重金属废水占有相当大的比例,如电镀。冶金。化工。电子。矿山等许多工业过程中都会产生含镍。铬。铜。铅。镉等金属离子的废水,利用膜技术不仅可以使得废水达标排放,而且可以回收有用物质。

许振良等利用3种单皮层聚醚酰亚胺(PEI)中空纤维超滤膜,对水溶液中重金属离子(镉和铅,质量浓度均为100mg/L)的脱除进行了胶束强化超滤研究〔15〕。在胶束强化超滤(MEUF)过程中,测定了流速。操作压力。表面活性剂(十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠)与浓度对超滤膜分离重金属离子性能的影响,结果表明,镉和铅的截留率可达99。0百分号以上,渗透通量可达1。83×10-10m3/(m2。s。Pa)同时,对聚电解质(羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸钠)在MEUF中的应用也进行了研究。R。J。Lahiere等报道了采用陶瓷膜处理废水中的重金属离子,方法是用碱中和使之形成氢氧化物沉淀,通过0。8μm和1。4μm两种孔径膜的两级过滤,使重金属氢氧化物质量分数从0。012百分号下降到0。0002百分号以下,并把悬浮液浓缩至15百分号～20百分号〔16〕。X。Chai采用RO膜对含铜废水进行研究,当进水铜质量浓度340mg/L时,透过液中铜质量浓度小于4mg/L,去除率接近99百分号〔17〕。

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