无机陶瓷膜在工业废水处理中的应用

CHINACERAMICINDUSTRYAug.2010Vol.17,No.4中国陶瓷工业2010年8月第17卷第4期1前言我国工业废水产生来源很多，构成成分复杂，性质多变，按处理等级可分为一级处理、二级处理和深度处理，目前我国工业废水一般采用生物化学法处理，以厌氧与好氧结合的工艺为主要处理单元，但存在占地面积大、装置结构复杂、处理周期长等缺点。而无机膜具有耐高温、耐强酸强碱和有机溶剂、耐微生物侵蚀、机械强度高、孔径分布窄等突出优点，在水处理领域应用具有广阔的发展前景，无机膜可以在苛刻的条件下进行长期稳定的分离操作，特别适合工业废水的处理[1]。尤其对于那些难生物降解的、含有某些特殊污染物质的工业废水更适宜采用无机陶瓷膜处理。2在废水处理中的应用2.1在废水预处理中的应用对于含有高浓度难降解的有机废水，采用预处理手段，既可以降低或去除部分有毒有害的有机物改善其生物降解性，又为后续处理创造条件。例如染料工业废水、农药废水、制药废水、焦化废水等除含有浓度很高的有机污染物外，还含有很强的酸、碱性物质、盐类和色度，在进入生物处理系统之前应采取预处理措施。2.1.1油脂废水食品加工过程排放的废水中含有皂角、油等脂肪物含量较高且处于乳化状态，在物化预处理时需要消耗大量化学药剂，废水处理成本较高[2]。王有志[3]等人采用陶瓷膜-生化组合综合处理油脂废水，结果表明，膜面流速为3.0m/s、过滤压差0.15MPa，对碱炼洗涤废水的COD去除率达到97.3%，油去除率达到了96.8%~99.0%，并显著提高了后续生化处理工艺的效率，使厌氧好氧处理时间均缩短了2h，降低了运行费用。2.1.2纺织废水纺织染色工程均以水为介质，需要多次水洗，用水量大，在印染过程中各工序排出的废水含有的污染物主要为悬浮物、有机物、燃料、还原漂白剂、重金属以及色度燃料等，同时处理难度很大[4]。Soma[5]等人利用无机微滤膜处理印染废水，结果表明，在压力0.5~1MPa，错流速度3~5m/s，不溶性染料去除率大于98%，在陶瓷膜工业试验中染料和COD的去除率达到了80%和40%，膜通量达到260~280L/m2·h·MPa。在一定程度上降低了后续处理负荷。2.2在废水二级处理中的应用废水传统的二级生物处理存在一些问题，比如抗冲击能力差，占地大，系统不够稳定，处理后水质不够理想，对有些特殊物质(如N,P)处理效果差。而用陶瓷膜替代传统的二级生物处理工艺，具有固液分离效率高、能耗低和工艺简单，易于自动化等特点。主要可应用于生活污水的处理、低浓度重金属废水以及含油废水等方面的处理。2.2.1生活污水Kyu-HongAhn等人利用Al2O3-TiO2膜处理生活废水，废水来源于宾馆用水，错流速率为2.5m/s，经过处理，TOC、COD和NTU的去除率分别达到58.5%、68.0%和96.8%，而SS去除率接近100%。处理后的水达到当地回用水的质量标准，可作为冲厕用水。2.2.2低浓度重金属污水重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。聚合物强化膜分离技术具有能耗低、处理效率高、操作简单等特点。姚春鸣[6]采用聚合物强化陶瓷膜处理低浓度重金属废水，研究结果表明，当聚合物/金属离子质量浓文章编号：1006-2874（2010）04-0062-03无机陶瓷膜在工业废水处理中的应用刘艳娟（唐山学院环境与化学工程系，唐山：063000）摘要综述了陶瓷膜分离技术的特点及在工业废水处理中的应用。并对陶瓷膜在废水处理领域应用出现的问题及解决办法作了阐述。关键词无机陶瓷膜，工业废水，应用，膜污染中图分类号：TQ174.9文献标识码：A收稿日期：2010-04-01通讯联系人：刘艳娟，E-mail:juan1809@163.com中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业2010年第4期中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业中国陶瓷工业表1化工废水处理结果Tab.1Treatmentresultsofwastewaterfromchemicalindustry膜种类膜孔径/nm通量/(L·m-2·h-1)过滤压差/MPa膜面流速/(m·s-1)清洗方法对污染物去除效果氧化锆管式超滤膜30~504320.125.120.01％OP水溶液和1％NaOH水溶液油的去除率>79%，COD去除率>50%。度比P∶M≥5，5