陶瓷膜在化工废水深度处理中的应用_王树勖

ApplicationofceramicmembranestotheadvancedtreatmentofchemicalwastewaterWangShuxu，LiYang，LiJingrui，ZhouXia（LanzhouPetrochemicalResearchCentre，PetroChina，Lanzhou730060，China）陶瓷膜在化工废水深度处理中的应用王树勖，李杨，李晶蕊，周霞（兰州化工研究中心，甘肃兰州730060）［摘要］研究了陶瓷膜过滤装置处理化工废水中污染物的工艺条件对处理效果的影响。研究结果表明，在操作压力为0.12MPa，膜面流速为6.0m/s的最佳工艺条件下，用陶瓷膜处理浊度为153mg/L的化工废水，可获得浊度<6.8mg/L的净化水。［关键词］陶瓷膜；化工废水；深度处理；化学需氧量［中图分类号］X703.1［文献标识码］Ｂ［文章编号］1005-829X（2010）03-0079-03Ａｂｓｔｒａｃｔ：Theeffectsofthetechnicalconditionsoftreatingthepollutantsinchemicalwastewaterwithceramicmembranesfiltrationsystemonthetreatmentefficiencyhavebeenstudied.Theresultsindicatethatwhentheoper-atingpressureis0.12MPaandthemembranesurfaceflowvelocityis6.0m/s，theturbiditycandecreasefrom153mg/Loftheinfluenttolessthan6.8mg/Loftheeffluent.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ceramicmembrane；chemicalwastewater；advancedtreatment；chemicaloxygendemand化工污水经物理、生化二级处理后，可去除其中大部分易生化降解、易沉淀的物质，但还含悬浮物质、油类等，如直接排放，不但对水体造成污染，还浪费水资源。将经过生化处理的化工污水（简称化工废水）进行深度处理后，回用于生产，在淡水资源日益短缺的今天意义重大。化工废水深度处理技术较多，其中部分处于实验室研究阶段，如BAC、BAF、O3-BAC、UV/O3-BAC等〔1-6〕，部分已得到工业应用，但均存在一些难以克服的缺陷，如吸附法虽可得到优质的净化水，但吸附剂价格昂贵，再生困难〔7〕。有机膜过滤技术虽可得到高品质净化水，但对前处理要求高，且膜的寿命短、强度低、不易冲洗。陶瓷膜技术用于化工废水的深度处理可完全克服这些缺点，具有一定应用前景。1实验部分1.1化工废水选用中国石油兰州石化公司化工污水处理厂的外排水进行实验，其水质如表1所示。1.2实验装置实验装置工艺流程如图1所示，采用的陶瓷微滤膜由南京化工大学膜科学技术研究所研制，为氧化锆管式超滤膜，孔径30～50nm，膜管内径6.0mm，膜通道为9个，有效长度1200mm，膜面积0.23m2。2结果与讨论2.1操作压力对膜通量的影响实验过程中将离心泵出口压力分别控制在恒定的0.14、0.12、0.10、0.08、0.06、0.04MPa，测定净化水表1化工污水处理厂外排水水质项目数值项目数值pH7.49油/（mg·L-1）10.14CODCr/（mg·L-1）76.3电导率（25℃）/（μS·cm－1）3420固体悬浮物/（mg·L-1）54Cl-/（mg·L-1）360.7浊度/（mg·L-1）153CaCO3/（mg·L-1）230.3图1陶瓷膜装置工艺流程第30卷第3期2010年3月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.3Mar.，201079——工业水处理２０10－03，30（3）经验交流的浊度及产量达到500L时所用的时间，计算膜的通量。每次实验前清洗膜，清洗剂用量及清洗时间采用指标最大极限值。操作压力对膜通量及净化水浊度的影响分别如图2和图3所示。由图2和图3可以看出，操作压力升高时，膜的通量显著增加，而截留率却下降，即净化水的浊度上升。操作压力增加时净化水浊度上升的原因是陶瓷膜具有刚性滤孔，过滤机理为筛网过滤，因此随压力上升，处理水的小颗粒物质可在压力作用下通过膜孔，导致净化水浊度上升，当操作压力大于0.10MPa时，净化水的浊度随操作压力的上升而缓慢上升，这是由于过滤过程中会在膜表面形成薄层滤饼，阻挡悬浮物等污染物通过，而压力增加时，滤饼层更易形成所致。膜通量增加对减少设备投资和降低装置建设面积有利，但高膜通量要求高操作压力的支持，提高操作压力需要消耗更多能量，且产水浊度会有一定程度的上升。因此实际